Zvětšit obrázek

Laboratorní simulace hledání terestrických exoplanet.
Kredit: NASA/JPL-Caltech

Ačkoli vědci dosud objevili více než 200 exoplanet, zatím žádnou, která by vypadala jako Země (terestrická exoplaneta). Většina z nich má hmotnost 5 až  4 000krát větší než Země a jsou buď příliš horké, příliš chladné nebo jsou to příliš velcí plynní obři než aby byly považovány za místo vhodné pro život.

Pořídit snímky terestrických exoplanet je velký problém - jedná se o relativně slabě svítící objekty, které jsou poměrně snadno přezářeny od své mnohem větší a jasnější mateřské hvězdy. Nyní dva astrofyzikové John Trauger a Wesley Traub z JPL (Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornie) vymysleli novou technologii -  pomocí nového kosmického dalekohledu zachytí „exozemě“, které budou až 10 miliardkrát slabší než hvězda, kolem které obíhají.

Klíčem k odhalení problému, kterému čelí všechny dalekohledy, je najít způsob, jak zachytit světlo, které exoplanety ohýbají (difrakce) a rozptylují. Systém Traugera a Trauba se nazývá High Contrast Imaging Testbed  a používá rozostřené čárové kódy a nastavitelná zrcadla.
Když světlo hvězdy dopadne na primární zrcadlo dalekohledu, tak se ohýbá a následně vytvoří obraz prstenců nebo špiček, „který může skrývat nějakou velice malou planetu,“ řekl Traub. Problém s tímto hvězdným koronografem je podobný jako s příbuzným slunečním koronografem. Sluneční světlo přezáří sluneční korónu a ta pak za normálních podmínek není pozorovatelná (kromě zatmění Slunce nebo použití koronografu).

John Trauger (JPL, Pasadena, CA).
Kredit: NASA/JPL

Trauger a Traub vyvinuli hvězdný koronograf , který tvoří „masky“ na dvojici nastavitelných zrcadel. První maska je jako rozostřený čárový kód a přímo blokuje většinu světla hvězdy. Druhá vyčistí vzdálené difrakční prsteny a špičky. U světla, které projde přes tyto masky, se potlačí záře mateřské hvězdy a jak Traub doufá, „najdeme nějaké okolo obíhající planety“. „Toto je nejméně tisíckrát lepší než jsme předvedli předtím,“ dodal Trauger.

Zvětšit obrázek

Wesley Traub (JPL, Pasadena, CA).
Kredit: NASA/JPL

Nejlépe jde podchytit červené světlo, u jiných barev to již není tak kvalitní. Ale i tak to dovoluje prohlédnout si dalekohledem exoplanety v plné barvě, čímž astronomové získají detaily i o jejich atmosféře a „jestli mají kyslík,“ řekl Trauger.

Další překážku představuje rozptýlené světlo. Malým vlněním na zrcadle dalekohledu vznikají „skvrny“ nebo slabé kopie hvězdy, posunuté ke straně, které mohou planety zastínit. Pro vyřešení tohoto problému vědci vyvinuli nastavitelné zrcátko o velikosti velké mince (32 mm) ze skla o tloušťce 0,15 mm s reflexivním nátěrem.
Zrcadlo je řízeno počítačem (32 pístů a čidel) a lze tak „odstranit“ menší nedokonalosti dalekohledu (jemný pohyb je v rozsahu několika desítek pikometrů). Podle vědců by větší zrcadlo s větším počtem čidel dokázalo daleko lépe potlačit „skvrny“.

Vědci úspěšně provedli zkoušky tyto techniky v laboratoři, kde pomocí laseru vytvořili falešnou hvězdu se 3 slabými kopiemi hvězdy, které složily jako falešné planety – první byla jasná jako Jupiter, druhá 1,5krát jasnější než Jupiter a třetí jako Země (publikováno 12. dubna v Nature).

Zvětšit obrázek

Mise Kepler. Kredit: NASA

Traub řekl, že by potřebovali kosmický dalekohled, který by na palubě nesl jejich přístroj na hledání sousedních exoplanet typu Země (mise Terrestrial Planet Finder), ale bohužel omezování rozpočtu tyto projekty odsouvá na neurčito.
„Nás zajímají i menší kosmické mise, které by nebyly tak finančně ani výrobně náročné jako Terrestrial Planet Finder, ale mohly by vynést náš systém a získal informace o sousedících planetách,“ řekl Traub.

Zvětšit obrázek

Při mise Kepler, jejíž start se plánuje na říjen 2008, by se exoplanety nefotografovaly, ale pouze objevovaly pomocí tzv. tranzitů – přechodů exoplanet přes disk mateřské hvězdy, který způsobí změny svitu této hvězdy. Takové tranzity jsou poměrně vzácné a William Borucki (principal investigator Kepler Mission) předpokládá, že u 100 000 pozorovaných hvězd najdou jen 500 až 1 000 „exozemí“

Zdroj: Space