Hledáme exoplanety v hlubokém vesmíru: Jaké metody astronomové používají?

Od okamžiku, kdy vědci detekovali první planetu mimo Sluneční soustavu a odstartovali tak výzkum těchto těles, uplynula již dvě desetiletí. Je třeba říct, že v rámci objevů převládají planety velikosti Jupitera, které obíhají kolem hvězd podobných Slunci, avšak mnohem blíže než Merkur ve Sluneční soustavě. Jakými způsoby astronomové nové planety vyhledávají?

Změny radiálních rychlostí

Obíhá-li kolem hvězdy hmotná planeta, doslova s ní „cloumá“. Stálice se v důsledku toho vůči Zemi střídavě přibližuje a vzdaluje. V pořízeném spektru se zmíněný fakt projeví nepatrným, ale pravidelným posouváním spektrálních čar doleva či doprava. Metoda však přináší výsledky pouze v případě, kdy prodloužená rovina oběžné dráhy exoplanety protíná Zemi. I tak ovšem astronomové dokážou u objeveného tělesa vypočítat jen jeho minimální hmotnost, která může být ve skutečnosti vyšší.

Astrometrická metoda

Pokud je naopak rovina oběžné dráhy planety na směr k Zemi kolmá, můžeme využít astrometrickou metodu. V důsledku působení gravitace planety nemá zdánlivá dráha hvězdy na obloze podobu přímky, ale spíše vlnovky. Uvedená metoda však zatím zůstává v plenkách, neboť je na hranicích možností současné techniky. Díky kosmickým observatořím se ovšem situace může brzy změnit.

Přechody planet před hvězdami

V poslední době se rychle rozvíjí metoda tzv. tranzitů. Při vhodné orientaci oběžné dráhy planety může nastat její přechod před hvězdou, a tudíž nepatrné zeslabení jasnosti stálice. Uvedená metoda má jednu velkou výhodu: umožňuje určení průměru planety a výpočet její střední hustoty. Navíc je dostupná pokročilým amatérským astronomům a také v České republice se jí někteří pozorovatelé věnují.

Gravitační mikročočka

Kromě popsaných způsobů zkoušejí astronomové i jiné možnosti, které k objevu planet zatím přispěly jen omezeně. Jedná se například o metodu využívající efekt gravitační mikročočky: Při vhodném seřazení blízké (avšak nepozorovatelné) a velmi vzdálené hvězdy dojde k zesílení světla vzdálenější stálice. Podobným způsobem se projeví i vliv exoplanety, která je jinak nepozorovatelná.

Přímé zobrazení

Přímo vyfotografovat exoplanetu se zatím povedlo pouze v ojedinělých případech. Po téměř desetiletém vývoji astronomové přímo vyfotografovali a analyzovali planety u jiných hvězd než Slunce novým přístrojem pojmenovaným Gemini Planet Imager. Byl navržen a optimalizován pro zobrazování slabých planet v blízkosti jasných stálic. Jedná se o nejdokonalejší přístroj a nachází se na dalekohledu Gemini South o průměru objektivu 8 m. Mezi prvními vznikl snímek exoplanety Beta Bictoris b.

První objevená exoplaneta

Vůbec první exoplanetu se podařilo objevit v roce 1992 v souhvězdí Panny u pulzaru PSR B1257+12, který se nachází tisíc světelných roků daleko. Dvě planety, každá o hmotnosti zhruba čtyřnásobku Země, obíhají ve vzdálenostech 54 a 69 milionů kilometrů (jeden oběh vykonají za 67, resp. za 92 dnů). Jelikož pulzary představují pozůstatek po explozi supernov, přítomnost života se na zmíněných tělesech nepředpokládá.