V lovu na ekstra sončne planete lahko astronomom in navdušencem oprostimo, da so malce optimistični. Ali je mogoče med odkrivanjem tisoč skalnih planetov, plinskih velikanov in drugih nebesnih teles preveč nadejati, da bomo nekoč morda našli pravega zemeljskega analoga? Ne samo "zemeljski" planet (ki pomeni kamnito telo primerljive velikosti), ampak dejanski Zemlja 2.0?
To je zagotovo eden izmed ciljev lovcev na eksoplanete, ki iščejo bližnje zvezdne sisteme za planete, ki niso samo skalnati, ampak krožijo znotraj območja bivanja njihove zvezde, kažejo znake ozračja in imajo vodo na svojih površinah. Toda po novi raziskavi Alekseja G. Butkeviča - astrofizika iz observatorija Pulkovo v Sankt Peterburgu v Rusiji - bi naše poskuse odkrivanja Zemlje 2.0 lahko ovirala sama Zemlja!
Butkevićeva študija z naslovom "Astrometrična zaznavanje eksoplaneta in orbitalno gibanje Zemlje" je bila nedavno objavljena v Mesečna obvestila Royal Astronomical Society. Dr. Butkevich je v okviru svoje študije preučil, kako bi lahko spremembe v lastnem orbitalnem položaju Zemlje otežile meritve gibanja zvezde okoli baricentra sistema.
Ta metoda zaznavanja eksoplanetov, pri kateri je gibanje zvezde okoli središča mase zvezdnega sistema (baricenter), znano kot Astrometic metoda. V bistvu astronomi poskušajo ugotoviti, ali prisotnost gravitacijskih polj okoli zvezde (tj. Planetov) povzroča, da se zvezda spreminja naprej in nazaj. To zagotovo velja za Osončje, kjer se naše Sonce povleče naprej in nazaj okoli skupnega središča z vlečenjem vseh njegovih planetov.
V preteklosti so to tehniko uporabljali za prepoznavanje binarnih zvezd z visoko stopnjo natančnosti. V zadnjih desetletjih velja za izvedljivo metodo lova na eksoplanete. To ni lahka naloga, saj je spremenljivke težko zaznati na prevoženih razdaljah. In do nedavnega je bila stopnja natančnosti, ki je potrebna za zaznavanje teh premikov, na samem robu občutljivosti instrumentov.
To se hitro spreminja, zahvaljujoč izboljšanim instrumentom, ki omogočajo natančnost do mikrokontroke. Dober primer tega je vesoljsko plovilo Gaia ESA, ki je bilo leta 2013 nameščeno za katalogizacijo in merjenje relativnih gibanj milijard zvezd v naši galaksiji. Glede na to, da lahko izvaja meritve v 10 mikroarsekundah, se verjame, da bi lahko ta misija opravila astrometrične meritve zaradi iskanja eksoplanetov.
A kot je pojasnil Butkevič, obstajajo tudi druge težave, ko gre za to metodo. "Standardni astrometrični model temelji na predpostavki, da se zvezde gibljejo enakomerno glede na barcentre osončja," navaja. Toda ko še naprej razlaga, pri preučevanju vplivov Zemljinega orbitalnega gibanja na astrometrično odkrivanje obstaja povezava med Zemljino orbito in položajem zvezde glede na njen sistemski barcenter.
Povedano drugače, dr. Butkevič je preučil, ali lahko gibanje našega planeta okoli Sonca ali ne in gibanje Sonca okoli njegovega središča mase lahko vplivata na meritve paralaksa drugih zvezd. Tako bi bilo učinkovito meritve gibanja zvezde, zasnovane tako, da bi videli, ali obstajajo planeti, ki krožijo okoli nje, dejansko neuporabni. Ali kot je dr. Butkevič povedal v svoji študiji:
„Iz preprostih geometrijskih premislekov je razvidno, da je v takšnih sistemih orbitalno gibanje zvezde gostiteljice pod določenimi pogoji lahko opazno blizu vzporednega učinka ali ga je celo neločljivo razlikovati. To pomeni, da lahko orbitalno gibanje delno ali v celoti absorbira parametre paralakse. "
To bi še posebej veljalo za sisteme, v katerih je orbitalno obdobje planeta trajalo eno leto in ki je imel orbito, ki jo je postavila blizu sončne ekliptike - tj. Kot Zemljine orbite! Torej astronomi v bistvu ne bi mogli zaznati Zemlje 2.0 z astrometričnimi meritvami, ker bi Zemljina orbita in Sončevo lastno nihanje onemogočili zaznavanje blizu.
Kot v svojih sklepih navaja dr. Butkevič:
„Predstavljamo analizo vplivov gibanja Zemljine orbital na astrometrično zaznavnost eksoplanetarnih sistemov. Dokazali smo, da če je obdobje planeta približno eno leto in je njegova orbitalna ravnina skoraj vzporedna ekliptiki, lahko orbitalno gibanje gostitelja v celoti ali delno absorbira parameter paralaksa. Če pride do popolne absorpcije, je planet astrometrično neodkriti. "
Na srečo imajo lovci na eksoplanete tudi številne druge metode, med katerimi so izbrane tudi neposredne in posredne meritve. Kar zadeva opazovanje planetov okoli sosednjih zvezd, dva najučinkovitejša vključujeta merjenje doplerskih premikov v zvezdah (aka. Metoda radialne hitrosti) in potopitev v svetlost zvezde (aka metoda tranzita).
Kljub temu te metode trpijo zaradi lastnega deleža pomanjkljivosti in poznavanje njihovih omejitev je prvi korak pri njihovem izboljšanju. V zvezi s tem študija dr. Butkeviča odmeva heliocentrizem in relativnost, kjer nas opominjajo, da naša lastna referenčna točka ni določena v prostoru in lahko vpliva na naša opažanja.
Pričakuje se, da bo tudi lov na eksoplanete veliko koristil od uvajanja instrumentov nove generacije, kot so vesoljski teleskop James Webb, tranzitni eksoplanetni anketni satelit (TESS) in drugi.
