V honbě za extra solárními planetami mohou být astronomům a nadšencům odpuštěno, že jsou trochu optimističtí. Je v průběhu objevování tisíců skalnatých planet, plynových obrů a jiných nebeských těles příliš velké naděje, že bychom někdy mohli najít pravý analog Země? Nejen „planeta podobná Zemi“ (což znamená skalnaté tělo srovnatelné velikosti), ale skutečná Země 2.0?
Určitě to byl jeden z cílů lovců exoplanet, kteří hledají blízké hvězdné systémy pro planety, které jsou nejen skalnaté, ale obíhají v obývatelné zóně své hvězdy, projevují známky atmosféry a na svých površích mají vodu. Ale podle nové studie Alexey G. Butkevicha - astrofyzika z Pulkovské observatoře v Petrohradě v Rusku - naše pokusy o objevení Země 2.0 by mohla sama Země zabránit!
Butkevichova studie s názvem „Detekovatelnost astrometrického exoplanetu a orbitální pohyb Země“ byla nedávno zveřejněna v Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti. Pro svou studii Dr. Butkevich zkoumal, jak by změny ve vlastní orbitální poloze Země mohly ztížit provádění měření pohybu hvězdy kolem barycentra jejího systému.
Tato metoda detekce exoplanet, kde pohyb hvězdy kolem středu hmoty hvězdného systému (barycenter), je znám jako astrometická metoda. Astronomové se v zásadě pokoušejí zjistit, zda přítomnost gravitačních polí kolem hvězdy (tj. Planety) způsobuje, že se hvězda kroutí tam a zpět. To jistě platí o Sluneční soustavě, kde je naše Slunce taženo ze všech svých planet sem a tam kolem společného centra.
V minulosti byla tato technika používána k identifikaci binárních hvězd s vysokou mírou přesnosti. V posledních desetiletích byla považována za životaschopnou metodu lovu exoplanet. To není snadný úkol, protože kolísání je poměrně obtížné detekovat v příslušných vzdálenostech. A až donedávna byla úroveň přesnosti potřebná k detekci těchto posunů na samém okraji citlivosti přístroje.
To se rychle mění díky vylepšeným nástrojům, které umožňují přesnost až do mikrosekundy. Dobrým příkladem je kosmická loď ESA ESA, která byla nasazena v roce 2013 za účelem katalogizace a měření relativních pohybů miliard hvězd v naší galaxii. Vzhledem k tomu, že může provádět měření v 10 mikrosekundách, má se za to, že tato mise by mohla provádět astrometrická měření kvůli nalezení exoplanet.
Ale jak vysvětlil Butkevich, existují další problémy, pokud jde o tuto metodu. "Standardní astrometrický model je založen na předpokladu, že hvězdy se pohybují rovnoměrně vzhledem k barycentru sluneční soustavy," uvádí. Ale jak vysvětluje, při zkoumání účinků orbitálního pohybu Země na astrometrickou detekci existuje korelace mezi orbitou Země a pozicí hvězdy ve vztahu k jejímu barycentru.
Jinak řečeno, Dr. Butkevich zkoumal, zda by pohyb naší planety kolem Slunce a pohyb Slunce kolem jejího středu hmoty mohl mít rušivý účinek na měření paralaxy jiných hvězd. To by účinně provedlo jakákoli měření pohybu hvězdy, navržená tak, aby se zjistilo, zda nějaké planety obíhají, účinně k ničemu. Nebo jak Dr. Butkevich ve své studii uvedl:
"Z jednoduchých geometrických úvah je zřejmé, že v takových systémech může být orbitální pohyb hostitelské hvězdy za určitých podmínek pozorovatelně blízký rovnoběžnému jevu nebo dokonce od něj lze nerozeznat." To znamená, že orbitální pohyb může být částečně nebo úplně absorbován parametry paralaxy. “
To by platilo zejména pro systémy, kde orbitální období planety bylo jeden rok a které mělo orbitu, která ji umístila blízko Slunce k ekliptiku - tj. Jako na vlastní orbitu Země! V zásadě by astronomové nebyli schopni detekovat Zemi 2.0 pomocí astrometrických měření, protože vlastní orbita Země a vlastní vlnění Slunce by znemožnily detekci.
Jak uvádí Dr. Butkevich ve svých závěrech:
„Předkládáme analýzu účinků orbitálního pohybu Země na astrometrickou detekovatelnost exoplanetárních systémů. Ukázali jsme, že pokud se období planety blíží jednomu roku a její orbitální rovina je téměř rovnoběžná s ekliptickým, orbitální pohyb hostitele může být parametrem paralaxy zcela nebo částečně absorbován. Pokud dojde k plné absorpci, je planeta astrometricky nezjistitelná. “
Naštěstí lovci exoplanet mají nesčetné množství dalších metod, včetně přímých a nepřímých měření. A pokud jde o pozorování planet kolem sousedních hvězd, dva z nejúčinnějších zahrnují měření Dopplerových posunů ve hvězdách (aka. Radial Velocity Method) a poklesů v jasu hvězdy (aka. Transit Method).
Tyto metody však trpí vlastním nedostatkem a poznání jejich omezení je prvním krokem k jejich zdokonalení. V tomto ohledu má studie Dr. Butkevicha ozvěny heliocentrismu a relativity, kde nám připomínáme, že náš vlastní referenční bod není ve vesmíru fixován a může ovlivnit naše pozorování.
Od lovu exoplanet se také očekává, že bude mít velký prospěch z nasazení nástrojů nové generace, jako je James Webb Space Telescope, Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) a další.
