Od objevu první z nich uběhla už více než dvě desetiletí a astronomové od té doby nalezli už několik tisíc skutečných či zatím jen potenciálních exoplanet. Nejvíc jich odhalila družice Kepler, která od vypuštění v roce 2009 sledovala více než 150 tisíc hvězd v souhvězdích Labutě, Draka a Lyry. Dostala také za úkol zjistit (nebo alespoň poskytnout jasnější představy), jak často se ve vesmíru vyskytují planety podobné naší Zemi, které obíhají kolem své hvězdy v tzv. obyvatelné zóně, což znamená, že jsou od svého slunce v tak příhodné vzdálenosti, aby případná voda na jejich povrchu mohla být v kapalném stavu.

Družice Kepler zaznamenala několik tisíc objektů, které by mohly být exoplanetami. Některé již jsou potvrzené, jiné zatím pouze kandidáti, které musí prokázat či vyloučit další pozorování, měření a výpočty. V tom začali hrát významnou roli i čeští vědci z Astronomického ústavu AV ČR. Ve spolupráci s observatoří v německém Tautenburgu, která provozuje „dvojče“ ondřejovského Perkova dvoumetrového dalekohledu, pozorují vzorek vybraných kandidátů na exoplanety z mise K2/Kepler a snaží se je charakterizovat. Jelikož jde o dynamicky se rozvíjející obor, uspořádali ondřejovští astronomové s kolegy z Tautenburgu pro studenty astronomie v bakalářských a magisterských studijních programech i pro začínající doktorandy letní školu věnovanou právě exoplanetám, jejich detekci a charakterizaci.

„Letos v březnu jsme zahájili intenzivní pozorovací kampaň s dvoumetrovým dalekohledem, tudíž budeme mít i spoustu dat, která se snad podaří vyhodnotit,“ věří dr. Petr Kabáth ze stelárního oddělení Astronomického ústavu AV ČR. „Studenti se zajímali nejvíc o to, jak se zpracovávají data, protože k samostatné práci tohoto typu se za studia příliš často nedostávají. Chtěli jsme proto běžná praktika, která mají na univerzitách, rozšířit o reálná data z dalekohledu.“

Účastníci letní školy v Ondřejově se opravdu měli co učit nejen od českých vědců, ale také od zahraničních odborníků včetně profesora Artie Hatzese, ředitele observatoře v Tautenburgu a jednoho ze zakladatelů oboru, nebo od Lea Vanziho z Universidad Católica de Chile, který se věnuje stavbě spektrografů pro výzkum planet mimo naši sluneční soustavu.

„Aktuálně se zabýváme pozorováním vybraných kandidátů z vesmírných misí Kepler. Příští rok by měla startovat vesmírná mise TESS americké NASA. Naším úkolem je potvrzovat kandidáty na exoplanety pomocí spektroskopické metody, v čemž bude náš dvoumetr hrát důležitou roli,“ pokračuje Petr Kabáth a dodává, že výběr hvězd označených družicí Kepler, u nichž však zatím nebyla existence planetární soustavy jednoznačně potvrzena, se musí koordinovat s kolegy ze zahraničí. „Máme například program na pozorování kandidátů na planety u hvězd spektrálního typu A, což jsou velké hvězdy – jde teď o jedno z našich velkých témat. Objevit zajímavý objekt, který by mohl být exoplanetou, může trvat pár měsíců, ale potvrzení může zabrat rok i déle – záleží na charakteru hvězdy, u níž se daný objekt nachází, a na parametrech celé soustavy. Jde o běh na dlouhou trať,“ vysvětluje Petr Kabáth.

V Ondřejově zatím žádnou potenciální exoplanetu definitivně nepotvrdili, ale podařilo se jim některé kandidáty vyloučit, což je podle Petra Kabátha neméně významné: „Samozřejmě to není tak zajímavé jako potvrzení. Je to ale důležité, protože když jsou potřeba další pozorování zkoumaných objektů na větších observatořích, jako je Evropská jižní observatoř, plýtvali bychom pozorovacím časem, kdybychom žádali o sledování kandidátů, kteří ve skutečnosti exoplanetami nejsou. V tom spočívá naše stěžejní role.“

Astronomové v Ondřejově určují přítomnost exoplanet na základě změn radiální rychlosti. Pokud má hvězda planetu, obě obíhají kolem společného těžiště, což má za následek střídavé přibližování a vzdalování hvězdy od Země. Tento nepatrný periodický pohyb hvězdy směrem k nám a zase od nás se projevuje posunem spektrálních čar ve světle hvězdy – jde o tzv. Dopplerův jev.

Když se hvězda pohybuje směrem k Zemi, její světlo se posouvá k modré části spektra, pakliže se od Země vzdaluje, posouvá se naopak více k červené oblasti. Spektrografy ondřejovského dvoumetrového dalekohledu dokážou tento efekt přesně změřit. „Nejdřív to musíte napozorovat, potom dlouho sedíte u počítače a pomocí programů napsaných přímo pro tyto účely procházíte sady dat. Výsledkem je spektrum, v němž vidíte spektrální čáry dané hvězdy. Z nich můžete usoudit, jestli tam nějaká planeta je, nebo není,“ vysvětluje Petr Kabáth.

Právě pozorovací techniky, mechanismus nabírání dat a jejich zpracování bylo pro účastníky letní školy nejlákavějším tématem, jak potvrdila i Andrea Guzmán Mesa z Kolumbie, která ovšem nyní studuje na univerzitě v německém Göttingenu: „Měli jsme příležitost pracovat s novým softwarem, který byl vyvinutý k hledání exoplanet, ke studiu a charakterizaci jejich atmosfér. Tyto základní charakteristiky pro mne byly zcela nové.“

Ondřejovská letní škola tedy bezesporu přispěje k rozšiřování znalostí a dovedností budoucích astronomů – specialistů na výzkum planet mimo naši sluneční soustavu. A ti nepochybně k již známým brzy přidají i ty nejhledanější – „druhé Země“.

Připravila: Jana Olivová, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR
Foto: Pavlína Jáchimová, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR

Zdroj: http://www.avcr.cz/cs/pro-media/aktuality/Letni-skola-hledani-exoplanet/