Odległe księżyce pomogą w badaniach egzoplanet

0

Liczba znanych obecnie naukowcom planet pozasłonecznych przechodzących przed swoimi gwiazdami zbliża się powoli do setki i prawdopodobnie dzięki misji kosmicznej Kepler wkrótce będzie jeszcze większa. Użyta do ich wykrycia metoda tranzytowa polega na stałym, precyzyjnym mierzeniu jasności gwiazd w poszukiwaniu regularnych, krótkotrwałych zakłóceń mogących świadczyć o istnieniu planety lub planet. Dzięki wykryciu w jakim stopniu obiekt taki przyćmiewa światło własnego słońca, możliwe jest określenie jego wielkości w odniesieniu do gwiazdy. Jest to jednak zależność kłopotliwa, ponieważ aby precyzyjnie ustalić rozmiary planety, trzeba wpierw precyzyjnie poznać rozmiary samej gwiazdy, którą ona obiega.

Aby poznać tę wartość zazwyczaj stosuje się skomplikowane, komputerowe modele matematyczne, które z dużą dokładnością są w stanie przewidzieć masę obserwowanej gwiazdy, dzięki czemu możliwe staje się także oszacowanie jej wielkości i przez to poznanie rozmiarów samej planety. Wartość taka jest jednak obarczona pewnym błędem, który wpływa także na wyliczoną wielkość egzoplanety. Czy istnieje zatem inny sposób na precyzyjne wyznaczenie rozmiarów gwiazdy?

Okazuje się, że tak, choć nie jest to zadanie łatwe. W niektórych przypadkach, jeśli tranzytująca planeta posiada księżyc i jest on dostatecznie duży, by można było go wykryć, to możliwa jest taka obserwacja całego układu, która pozwala na dokładne wyliczenie jak duże i jak bardzo masywne są wszystkie trzy jego obiekty.

Aby tego dokonać konieczne są jednak obserwacje tranzytu jak i pomiary prędkości radialnej gwiazdy – charakterystycznego “wahania się”, które spowodowane jest oddziaływaniem grawitacyjnym planety.

Dzięki wykonaniu pomiarów w trakcie przejścia planety i jej księżyca przed tarczą słońca możliwe jest uzyskanie trzech podstawowych wartości, istotnych dla nowej metody – okresów orbitalnych planety i jej księżyca, a także rozmiarów ich orbit i wielkości samych obiektów w odniesieniu do gwiazdy. Następnie, wykorzystując Trzecie Prawo Keplera możliwe jest wyliczenie stosunków mas obiektów, co wraz z wykorzystaniem danych zebranych za pomocą pomiarów prędkości radialnej pozwala na uzyskanie dokładnej masy gwiazdy.

Nowa metoda powstała dzięki pracy Davida Kippinga z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i choć obecnie nie jest znany żaden odległy układ słoneczny w którym wykryto by księżyc obiegający jedną z planet pozasłonecznych, to jednak jest bardzo prawdopodobne, że w przyszłości detekcje takie będą możliwe – być może jeszcze w ramach misji obserwatorium Keplera. Oznacza to, że zaprezentowana technika z pewnością znajdzie zastosowanie już wkrótce.

Opis metody Kippinga ma pojawić się na łamach Monthy Notices of the Royal Astronomical Society.

(CfA)

Share.

Comments are closed.