Jak bude Kepler hledat exoplanety?
Družice Kepler bude hledat exoplanety metodou tranzitní fotometrie. Pokud exoplaneta z našeho pohledu přechází před svou hvězdou, dojde k poklesu jasnosti hvězdy, což lze měřit. Více o tom v části věda.
Jaké exoplanety Kepler může najít?
Očekává se, že by družice Kepler měla objevit:
- Přibližně 50 exoplanet o průměru R ~ 1,0 Re
- Přibližně 185 exoplanet o průměru R ~ 1,3 Re
- Přibližně 640 exoplanet o průměru R ~ 2,2 Re
Poznámka: Re = průměrů Země
Jak víte, kolik planet Kepler objeví?
Nevíme. Jedná se pouze o odhady. Skutečný počet objevených planet může být jiný. Odhad se dělá na základě předpokladů a statistik. Kepler bude hledat planety u 100 000 hvězd. Ne u všech hvězd ale byl přítomen protoplanetární disk, ze kterého mohla planeta vzniknout. Kromě toho Kepler odhalí jen planety, které z našeho pohledu přechází před svou hvězdou. V případě soustavy podobné Slunci a Zemi se jedná asi o 0,47% případů. Výpočet této pravděpodobnosti je jednoduchý: (d* / a). 100, kde d* je poloměr hvězdy a „a“ je velká poloosa dráhy planety. Kepler tedy odhalí jen asi každou 213 planetu, obíhající okolo hvězdy typu Slunce ve vzdálenosti 1 AU (= střední vzdálenost Slunce – Země). Tento předpoklad je velmi důležitý. Pokud Kepler objeví takovýchto planet např. 10, pak ve skutečnosti se v daném vzorku hvězd nachází takovýchto planet 10.213 = 2130.
Kolik exoplanet dnes známé a kolik z nich má průměr jako Země?
Dnes známé více než 340 exoplanet. Prakticky žádná z nich ale nemá podobné parametry jako naše planeta. Některé se sice blíží hmotnostně naší Zemi, ale obíhají blízko své mateřské hvězdy, po velmi protáhlé dráze, nebo obíhají okolo pulsaru. Hledat život na takovýchto planetách by bylo naivní. Ostatní exoplanety jsou plynní obři, obíhající blízko svých mateřských hvězd.
Kolik hvězd bude Kepler pozorovat?
Kepler bude pozorovat současně okolo 100 000 hvězd. V jeho zorném poli se sice nachází více stálic, ale mnoho z nich bylo vyloučeno – jedná se o příliš velké nebo naopak malé hvězdy, dále o proměnné a mladé hvězdy apod.
Co je to planeta zemského typu?
Za planetu zemského typu se obvykle považuje planeta s průměrem 0,8 až 1,3 průměru Země a s hmotností 0,5 až 2 Země. Obvykle se definuje ještě tzv. super země, která má hmotnost 2 až 10 Zemí a průměr 1,3 až 2,2 průměru Země. Pouze na planetách zemského typu může být přítomen život. Pokud má planeta (nebo jakýkoliv jiný objekt ve vesmíru) hmotnost menší, pak nemá dostatečnou gravitaci k tomu, aby si udržela atmosféru. To je případ Merkuru, planetek apod. Pokud má naopak planeta větší hmotnost, pak si udrží ve své atmosféře i lehké prvky jako hélium a vodík. Takovými planetami jsou plynní obři (Jupiter, Saturn aj.).
Co je to zóna života?
Je to oblast kolem hvězdy, ve které má planeta s hmotností blízkou Zemi, atmosféru složenou z dusíku, vody a oxidu uhličitého a rovněž klimatické podmínky příhodné pro formy života závislé na vodě…(definice dle Jamese Kastinga z Pensylvánské univerzity). Hodnotu zóny života nelze vyčíslit, závisí na typu mateřské hvězdy. V případě Sluneční soustavy se pohybuje přibližně od 0,95 do 1,15 AU. (AU = střední vzdálenost Země-Slunce, tedy necelých 150 milionů km). Pokud ale planeta v zóně života obíhá, nemusí to v žádném případě znamenat, že se na jejím povrchu život opravdu nachází. Jedná se jen o nutnou, ale nikoliv postačující podmínku.
Jaké výhody má Kepler oproti pozemským dalekohledům?
Kepler se nemusí potýkat s rušivými vlivy atmosféry nebo světelným znečištěním. Hlavní výhodou je ale fakt, že Kepler může pozorovat jedno místo na obloze nepřetržitě po dobu 3,5 let dlouhé mise. Tím se výrazně zvyšuje šance exoplanetu objevit. Na Zemi není možné pozorovat jedno místo na obloze nepřetržitě kvůli počasí, střídání dne a noci apod.
A proč místo Keplera nehledá exoplanety Hubblův kosmický dalekohled?
Hubblův kosmický dalekohled (HST) v nedávné minulosti zkoumal atmosféry několika exoplanet a má na svém kontě i pár objevů. K systematickému hledání exoplanet se ale nepoužívá a to ze tří základních důvodů:
a) Zorné pole Hubblova kosmického dalekohledu (HST) je příliš malé na to, aby mohl pozorovat současně větší počet hvězd. Pro srovnání: zorné pole HST zabírá asi takovou část oblohy, jako zrnko rýže v natažené ruce. Do zorného pole dalekohledu se tak vleze jen maximálně několik hvězd. Naproti tomu zorné pole Keplera zaujímá na obloze plných 24 měsíčních úplňků!
b) HST se zabývá různými oblastmi astronomie a nemá čas se několik let vkuse věnovat hledání exoplanet.
c) HST nemá dost výkonný fotometr, který by umožňoval najít planetu zemského typu.