Skip to main content

Exoplanets in Transit and their Atmosphere

Article Category

Article available in the folowing languages:

Nowe teleskopy wspomagają poszukiwania planet, na których może istnieć życie, orbitujących wokół pobliskich chłodnych gwiazd

Nowy obiekt mieszczący trzy teleskopy, zbudowany na chilijskiej pustyni, wkrótce rozpocznie poszukiwania chłodnych obiektów, takich jak formujące się planety wielkości naszej Ziemi orbitujące wokół pobliskich czerwonych karłów. Innowacyjna konstrukcja urządzeń oraz jego „oczy” wrażliwe na podczerwień pomogą nam w wykrywaniu miejsc, w których może istnieć życie.

Badania podstawowe
Przemysł kosmiczny

Jednym z najbardziej ekscytujących odkryć astronomicznych ostatnich dziesięcioleci było wykrycie planet orbitujących wokół gwiazd znajdujących się poza naszym Układem Słonecznym. Do tej pory udało nam się wykryć przeszło 4 000 takich planet, spośród których przeważającą większość stanowią planety większe od Ziemi, porównywalne rozmiarami z Jowiszem – gazowym olbrzymem Układu Słonecznego. Mniejsze planety są trudniejsze do wykrycia, co może jednak nie odzwierciedlać rzeczywistych warunków panujących w kosmosie. ExTrA to nowy obiekt uruchomiony w Obserwatorium La Silla w Chile obsługiwanym przez Europejskie Obserwatorium Południowe, sfinansowany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych i francuskie Narodowe Centrum ds. Badań Naukowych. Teleskopy zainstalowane w obiekcie ExTrA znacząco poprawią wykrywalność planet przypominających wielkością Ziemię, a także umożliwią przeprowadzanie badań ich atmosfer. Nowe teleskopy są ustawiane w kierunku planet przechodzących przez tarczę gwiazdy, wokół której orbitują. W czasie ruchu egzoplanety powodują niewielki spadek jasności gwiazdy i rzucają cień na teleskopy. Dzięki wykonywaniu pomiarów tego okresowego przygasania jasności gwiazdy, astronomowie mogą ustalić właściwości fizyczne atmosfery planety oraz jej skład, dzięki czemu mogą się dowiedzieć, z czego w przeważającej mierze zbudowane są poszczególne ciała niebieskie.

Obserwacje w bliskiej podczerwieni

Obiekt ExTrA wykorzystuje technologię, która pozwala na zwiększenie możliwości tradycyjnej techniki znanej pod nazwą fotometrii różnicowej, w przypadku której jasność gwiazdy jest oceniana na podstawie porównania jej z innymi gwiazdami widocznymi na ujęciu. Zwykle metoda ta powodowała pewne trudności w wykrywaniu mniejszych egzoplanet o rozmiarach podobnych do Ziemi, jednak naukowcy skupiają się obecnie na opracowywaniu nowatorskich metod pozwalających na pomiar jasności czerwonych karłów w bliskiej podczerwieni, dzięki której gwiazdy te sprawiają wrażenie jaśniejszych. „Obecnie na świecie istnieje szereg niewielkich teleskopów, które pozwalają na skanowanie czerwonych karłów pod kątem śladów istnienia egzoplanet. Prowadzenie podobnych badań w podczerwieni pozwoliłoby na znaczące zwiększenie efektywności obserwacji małych i chłodnych egzoplanet – dzieje się tak z racji tego, że czerwone karły emitują większość swojego światła w spektrum podczerwieni”, twierdzi koordynator projektu Xavier Bonfils. Z racji tego, że kamery działające w podczerwieni są stosunkowo drogie, w teleskopach ExTrA naukowcy wykorzystali światłowody. Światło zebrane przez trzy teleskopy jest przesyłane przez światłowody i przepuszczane przez czujnik podczerwieni. Aby było możliwe odbieranie światła z gwiazd, poszczególne światłowody są ustawiane we właściwych lokalizacjach przez robota. Dzięki takiemu rozwiązaniu obiekt ExTrA może gromadzić dane fotometryczne w podczerwieni. Naukowcy wzięli również pod uwagę fakt, że promieniowanie podczerwone jest w dużym stopniu pochłaniane przez wodę. Powoduje to powstawanie dużej liczby systematycznych błędów podczas obserwacji gwiazd przez różne masy powietrza. Z tego powodu światłowody ze wszystkich trzech teleskopów są doprowadzone do tego samego spektrografu – urządzenia rozpraszającego światło gwiazd, dzięki czemu astronomowie mogą wybierać pasma widmowe, w przypadku których nie występują linie przejścia spowodowane przez wodę.

Woda – kluczowy składnik życia pozaziemskiego

Obiekt ExTrA będzie poszukiwał planet przechodzących przez tarcze chłodnych gwiazd w celu znalezienia w ich ekosferach ciał niebieskich o wielkości przypominającej Ziemię. Ekosfera gwiazdy stanowi obszar, w którym na powierzchni planety mogą panować temperatury umożliwiające istnienie wody w stanie ciekłym. Głównym czynnikiem pozwalającym na oszacowanie temperatury planety jest jej odległość od gwiazdy, wokół której orbituje. „Nasze badanie będzie prawdopodobnie jednym z najdokładniejszych przedsięwzięć poszukujących planet wielkości Ziemi przechodzących przez tarcze pobliskich jasnych gwiazd”, twierdzi Bonfils. „Oznacza to, że oczekujemy, że będziemy w stanie zidentyfikować i przeanalizować dziesiątki egzoplanet podobnych do Ziemi, a dzięki określeniu składu ich atmosfer będziemy w stanie określić, na których z nich może występować życie”.

Słowa kluczowe

ExTrA, podczerwień, egzoplaneta, planeta wielkości Ziemi, czerwony karzeł, światłowody, możliwe powstanie życia, Obserwatorium La Silla Europejskiego Obserwatorium Południowego, spektrograf

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania