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