Astronomowie polują na planety poza Układem Słonecznym. Nowe metody ułatwiają zadanie

Polowanie na egzoplanety w naszej galaktyce to niezwykle ważne przedsięwzięcie. Im więcej ich znajdziemy, tym lepiej możemy zrozumieć nasz własny Układ Słoneczny i sposób, w jaki życie pojawia się we Wszechświecie.

Do tej pory potwierdzono ponad 4104 , ale nowe odkrycie może poszerzyć poszukiwania, pomagając nam znaleźć te, które wcześniej okazały się zbyt trudne do wykrycia.

Czym jest egzoplaneta?

To inaczej planety pozasłoneczne. Są one wyjątkowym przykładem uformowanej materii pochodzącej spoza naszego Układu Słonecznego. Dodatkowo krążą one wokół innej gwiazdy niż Słońce, co powoduje, że ich obserwacje są niezwykle trudne.

To jednak w żaden sposób nie deprecjonuje wartości badań nad tymi planetami. Zapaleni astronomowie pilnie przepatrują niebo w poszukiwaniu kolejnych egzoplanet i wciąż udoskonalają sposoby ich wykrywania.

Fale radiowe w służbie poszukiwaczy

Astronomowie wykorzystują radioteleskopy do śledzenia ruchu gwiazd w Drodze Mlecznej i identyfikowania ich drgań w trakcie ruchu po orbicie. Są one widoczne, ponieważ na gwiazdę wpływa grawitacyjnie orbitująca wokół niej egzoplaneta. To niezwykłe odkrycie pomogło opracować technikę astrometryczną (Wobbly Star) i po raz pierwszy udało się ją wdrożyć za pomocą radioteleskopu.

Wykorzystanie chybotania orbity do wykrycia egzoplanety nie jest całkowicie nowym pomysłem, jednak dopiero teraz udało się opracować odpowiednie metody wykorzystania.

Centrum orbity układu planetarnego nie znajduje się pośrodku gwiazdy. Raczej wszystkie ciała w układzie krążą wokół wspólnego środka ciężkości. Przykładowo środek Układu Słonecznego znajduje się tuż nad powierzchnią Słońca, głównie z powodu grawitacyjnego wpływu Jowisza i Saturna.

Nowe pomysły na odkrywanie egzoplanet

Kiedy naukowcy obserwują gwiazdy z masywnymi, blisko krążącymi egzoplanetami, można zauważyć, w jakich długości fal światła są rozciągane lub kompresowane, gdy gwiazda się porusza. Ta technika wykrywania nazywa się spektroskopią astronomiczną lub metodą prędkości radialnej i jest jedną z bardziej powszechnych metod znajdowania egzoplanet.

Technika astrometryczna  jest trochę inna. Gwiazdy Drogi Mlecznej nie są ustalone w przestrzeni; poruszają się po galaktyce, a badanie tego ruchu nazywa się astrometrią. Tak więc, zamiast wykorzystywać zmiany długości fal, technika astrometryczna szuka odchyleń od prostej linii ruchu. Tej metody można użyć do wykrywania egzoplanet, których nie jest w stanie wykryć spektroskopia astrometryczna.

Jak stwierdził astrofizyk Gisela Ortiz-Leon z Instytutu Radia im. Maxa Plancka Astronomia w Niemczech:

Nasza metoda uzupełnia metodę prędkości radialnej, która jest bardziej czuła na planety krążące po bliskich orbitach. Z kolei nasza metoda jest bardziej wrażliwa na masywne planety na orbitach dalej od gwiazdy. Rzeczywiście, te inne techniki pozwoliły odkryć tylko kilka planet o takich cechach, jak masa planety, rozmiar orbity i masa gwiazdy macierzystej, podobnej do planety, którą znaleźliśmy. Uważamy, że VLBA i ogólnie technika astrometrii mogą ujawnić wiele więcej podobnych planet.

Specjalna sieć poszukiwawcza

VLBA (Very Long Baseline Array) to sieć 10 anten radiowych znajdujących się w  w stanie Nowy Meksyk w USA. Przez 18 miesięcy, począwszy od czerwca 2018 r., Zespół badawczy pod kierownictwem astronoma Salvadora z National University of Mexico przez półtora roku śledził w przestrzeni kosmicznej małą gwiazdę o nazwie TVLM 513-46546. To chłodny karzeł o masie poniżej 1/10 masy Słońca.

Obserwacji dokonano właśnie dzięki technice astrometrycznej. Skrupulatna i dokładna analiza danych ujawniła, że ​​gwiazda nie podróżowała po idealnie prostej linii, ale podróżowała raczej po wijącej się ścieżce. Okresowość i amplituda drgań ujawniła planetę na 221-dniowej orbicie. Sama planeta ma od 38 do 46 procent masy Jowisza — jest ona nieco masywniejsza niż Saturn, który stanowi około 30 procent masy Jowisza.

Obecnie teleskop Gaia bada Drogę Mleczną, tworząc najbardziej szczegółową i dokładną mapę astrometryczną galaktyki. Oczekuje się, że te dane pomogą w kwestii astrometrycznej detekcji egzoplanet.