| |||
|
Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie. | |||
|
Kepler-10b: Zas o krok blíž k ExoZemi
Stanislav Poddaný
Dne 10. ledna v podvečerních hodinách středoevropského času americká NASANASA – National Aeronautics and Space Administration, americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku, byl založen prezidentem Eisenhowerem 29. července 1958. Jde o instituci zodpovědnou za kosmický program USA a dlouhodobý civilní i vojenský výzkum vesmíru. K nejznámějším projektům patří mise Apollo, která v roce 1969 vyvrcholila přistáním člověka na Měsíci, mise Pioneer, Voyager, Mars Global Surveyor a dlouhá řada dalších. slavnostně oznámila objev 8. exoplanety dalekohledem Kepler (viz AB 10/2009). Exoplaneta dostala strohé označení Kepler-10b. Slavnostní představení a jméno Kepler v názvu planety naznačuje, že by se mohlo jednat o velice zajímavý a dlouho očekávaný objev. Letmý pohled na rozměr a hmotnost planety (1.42 RZ, 4.56 MZ) potvrzují naše očekávání. Kepler-10b se stala nejmenší a zároveň i nejlehčí známou exoplanetou. Přitom jich k dnešnímu dni již známe více než 500.
Umělecká vize roztaveného povrchu planety. Zdroj: NASA / Kepler / Dana Berry.
|
Exoplaneta – extrasolární planeta, planeta obíhající okolo jiné hvězdy, než je naše Slunce. Jejich existence byla předpovězena dlouhou dobu, první exoplaneta u pulzaru byla detekována v roce 1992, první exoplaneta u hvězdy hlavní posloupnosti byla objevena až v roce 1995 u hvězdy 51 Pegasi. Její objevitelé – Michel Mayor a Didier Queloz – získali v roce 2019 Nobelovu cenu. Do roku 2019 bylo nalezeno přibližně 4 000 exoplanet. Většinou jde o velká tělesa s hmotností a velikostí jen o málo menší, než mají hnědí trpaslíci. Hnědý trpaslík – hvězda s tak malou hmotností (13÷80 MJ), že teplota v nitru nikdy nedosáhne bodu vzplanutí dostatečně energetických termojaderných reakcí (alespoň 8×106 K). Dalšímu stlačování vlivem gravitace a tím i nárůstu teploty zabrání elektronová degenerace. Od planet se liší tím, že emituje po dobu několika miliard let viditelné světlo (planeta září v IR). Země – největší z planet zemského typu. Je jedinou planetou v celém vesmíru, o které víme, že na ní existuje život. Má dostatečně hustou atmosféru, dostatek kapalné vody v povrchových oceánech. Kolem Země obíhá jediný měsíc s vázanou rotací. Při pozorování Země z kosmu vidíme hlavně modrou barvu oceánů. 70 % povrchu Země je pokryto oceány, 30 % tvoří kontinenty. Země sestává z těchto vrstev: jádro, plášť, kůra, troposféra, stratosféra, mezosféra, termosféra. Plášť a kůra jsou odděleny tzv. Mohorovičiæovým rozhraním. Kůra se posouvá a „plave“ na polotekutém plášti. Teplota v centru Země je 5 100 °C, tlak 360 GPa. Magnetické pole Země má přibližně dipólový charakter, je deformováno slunečním větrem do typického tvaru. |
Spočítáme-li si průměrnou hustotu planety, vyjde nám cca 8 800 kg/m3 a není tedy pochyb o tom, že nová planeta je kamenná. Hmotností a rozměrem se řadí na první místo mezi tzv. SuperZemě. Na obloze ji najdeme v souhvězdí Draka na samém okraji fixního výseku oblohy, který Keplerův dalekohled pozoruje (viz AB 10/2009). Mateřská hvězda, která je jen nepatrně menší (0.895 Rs) a zároveň chladnější (5 357 °C) než naše SlunceSlunce – nám nejbližší hvězda, tzv. hvězda hlavní posloupnosti, která se nachází ve vzdálenosti 149,6×106 km od Země. Jde o žhavou plazmatickou kouli s průměrem 1,392×106 km, teplotou na povrchu 5 780 K, teplotou v centru přibližně 15×106 K a zářivým výkonem 3,846×1026 W. Zdrojem energie je jaderná syntéza, při které se za každou sekundu sloučí v jádru Slunce 700 milionů tun vodíku na hélium., je od nás vzdálena 564 světelných rokůSvětelný rok (ly) – vzdálenost, kterou světlo ve vakuu urazí za jeden rok, 1 ly = 9,46×1012 km.. Tím ale výčet pozitivních zpráv končí…
Průměrná hustota planety Kepler-10b odpovídá kamenné planetě. Zdroj: NASA.
Kepler-10b se nachází extrémně blízko své mateřské hvězdy (0.017 AUAU – astronomická jednotka (Astronomical Unit), původně střední vzdálenost Země od Slunce, v roce 2012 ji IAU definovala jako 149 597 870 700 m přesně a změnila zkratku z AU na au. Astronomická jednotka se používá především pro určování vzdáleností ve sluneční soustavě, pro přibližné odhady postačí hodnota 150 milionů kilometrů., což je 20x méně než vzdálenost SlunceSlunce – nám nejbližší hvězda, tzv. hvězda hlavní posloupnosti, která se nachází ve vzdálenosti 149,6×106 km od Země. Jde o žhavou plazmatickou kouli s průměrem 1,392×106 km, teplotou na povrchu 5 780 K, teplotou v centru přibližně 15×106 K a zářivým výkonem 3,846×1026 W. Zdrojem energie je jaderná syntéza, při které se za každou sekundu sloučí v jádru Slunce 700 milionů tun vodíku na hélium. – MerkurMerkur – planeta nejbližší Slunci. Je to skalnatá planeta, posetá krátery podobně jako náš Měsíc. Jde o nejmenší planetu vůbec. Je téměř bez atmosféry. Teplota povrchu tohoto tělesa kolísá mezi −180 °C a 430 °C. Merkur se otočí kolem vlastní osy jednou za 59 našich dní. Jeho doba oběhu kolem Slunce trvá 88 dní. Jde o příklad vázané rotace (spinorbitální interakce) v poměru 2:3 způsobené slapovými silami. Dráha Merkuru kolem Slunce je protáhlá elipsa, která se stáčí vlivem přítomnosti ostatních planet. Malá část stáčení perihelia dráhy (43″ za století) je způsobena efekty obecné relativity.). Díky tomu je povrch
planety rozpálený na teplotu přesahující 1 500 °C. Rok i den zde shodně
trvá pouhých 20 hodin a 6 minut. Pro život je tedy tento svět zcela
nevhodný. Možná, že někdo čekal víc a slavnostní oznámení NASANASA – National Aeronautics and Space Administration, americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku, byl založen prezidentem Eisenhowerem 29. července 1958. Jde o instituci zodpovědnou za kosmický program USA a dlouhodobý civilní i vojenský výzkum vesmíru. K nejznámějším projektům patří mise Apollo, která v roce 1969 vyvrcholila přistáním člověka na Měsíci, mise Pioneer, Voyager, Mars Global Surveyor a dlouhá řada dalších.
jej zklamalo. Musíme si ale uvědomit, jak složité je objevit planetu
velikosti ZeměZemě – největší z planet zemského typu. Je jedinou planetou v celém vesmíru, o které víme, že na ní existuje život. Má dostatečně hustou atmosféru, dostatek kapalné vody v povrchových oceánech. Kolem Země obíhá jediný měsíc s vázanou rotací. Při pozorování Země z kosmu vidíme hlavně modrou barvu oceánů. 70 % povrchu Země je pokryto oceány, 30 % tvoří kontinenty. Země sestává z těchto vrstev: jádro, plášť, kůra, troposféra, stratosféra, mezosféra, termosféra. Plášť a kůra jsou odděleny tzv. Mohorovičiæovým rozhraním. Kůra se posouvá a „plave“ na polotekutém plášti. Teplota v centru Země je 5 100 °C, tlak 360 GPa. Magnetické pole Země má přibližně dipólový charakter, je deformováno slunečním větrem do typického tvaru.. Teoreticky by v těchto dnech již lidé z Keplerova týmu
mohli v napozorovaných datech objevit kandidáta s oběžnou dobou blížící
se jednomu roku, který by na první pohled připomínal Zemi. Takovýchto
falešných Zemí se v souboru napozorovaných dat jistě nachází velmi
mnoho. Jen v uveřejněných datech, která pokrývají prvních 33 dní
pozorování, bylo nalezeno na 700 exokandidátů. Dodnes se z nich podařilo
potvrdit pouze 8 planet. Časově nejnáročnější je následné potvrzení
kandidáta a určení jeho hmotnosti. K tomu je mimo jiné zapotřebí získat
velice přesná měření radiálních rychlostí (pro odhalení
ExoZemě s přesností v řádu jednotek metrů za sekundu). Takto přesných
měření jsou v současné době schopny pouze dva dalekohledy – KeckůvKeck – Dvojice obřích, pohyblivých segmentovaných dalekohledů. Jsou umístěny na hoře Mauna Kea na Havajských ostrovech v nadmořské výšce 4 123 metrů. Každé zrcadlo je tvořeno 36 šestiúhelníkovými segmenty a má průměr 10 metrů. Keckovy dalekohledy byly uvedeny do provozu v letech 1993 a 1996. na
Havaji a HETHET – Hobby Ebberly Telescope, dalekohled, který je umístěn na severní polokouli, na hoře Mount Fowlkes v Texasu na McDonaldově observatoři v nadmořské výšce 2 072 metrů. Do provozu byl uveden v roce 1977. z 91 segmentů poskládaných do šestiúhelníku o rozměrech 10×11 metrů. Primární zrcadlo je během pozorování pevně uchyceno. Navádění je zprostředkováno pohybem sekundárního zrcadla, které se může natočit až o 12 stupňů od své osy. Dalekohled je schopen pozorovat část oblohy, která je 55 stupňů nad horizontem. Tento rozsah umožňuje sledovat 70 % oblohy. Celý dalekohled se otáčí o 360 stupňů na bezmála metrovém ložisku bez viditelných vibrací. na McDonaldově observatoři v Texasu. Na objev druhé Země (a myslím tím opravdu jen planetu zhruba stejné
velikosti, hmotnosti, obíhající ve vzdálenosti 1 AU od mateřské hvězdy)
si proto budeme muset ještě minimálně půl roku ne-li rok počkat.
Klip týdne: Sonda Kepler
Sonda Kepler. Sonda byla přivezena do Kennedyho vesmírného střediska 6. ledna 2009 a startovala 7. března 2009. Na klipu je patrný test solárních panelů za pomoci umělého osvětlení a transport sondy. Na své čtyřleté misi sonda v malé oblasti Mléčné dráhy (v souhvězdí Labutě) hledá planety podobné Zemi, které se nacházejí v tzv. obyvatelné zóně mateřské hvězdy. K tomu jí slouží dalekohled o průměru 1 metr, který je schopen pracovat s vlnovými délkami 400 až 865 nm. Kepler využívá speciální fotometr vyvinutý v NASA. Sledované pole je fixní a monitoruje se v něm přes 145 000 hvězd hlavní posloupnosti a při následné analýze dat se vyhledávají periodické fluktuace, které jsou známkou přítomnosti exoplanety. (avi, 33 MB)
Odkazy
