Zastíní hvězdu, odhalí planetu

Jak zachytit slabé světlo odrážené planetami ve vzdálených solárních systémech a nenechat se přitom „oslepit“ mnohonásobně větším jasem jejich mateřské hvězdy? Tuto otázku řeší astronomové pátrající po cizích světech už desítky let. Většinou problém obcházeli a k pátrání po relativně drobných planetách používali nepřímé metody. Hledají například hvězdy, jejichž rychlost se periodicky mění vlivem gravitace planety nebo u kterých svítivost kolísá, protože je po určitou dobu zčásti zastíní drobný kotouček tělesa oběžnice.

Černá díra na dohled

Webster Cash, astronom z Coloradské university, přišel s originální myšlenkou, jak zvýšit šance na úspěch s využitím vesmírného dalekohledu, jehož vypuštění se již plánuje. Navrhuje doplnit teleskop JWST (nástupce známého Hubbla) o speciální clonu, která zastíní hvězdu, ale mnohonásobně slabší záření planety nechá do snímacího zařízení projít. Stínítko vytvoří s teleskopem JWST velmi volný systém. Obě zařízení budou od sebe vzdálena desítky tisíc kilometrů. Z toho je zřejmé, jak bude přesné nastavení „slunečníku“ obtížné. Někteří odbornící dokonce tvrdí, že technické obtíže celý projekt zmaří. Pokud ale vše bude fungovat, dokáží astronomové přímo detekovat existenci oceánů a kontinentů, domnívá se Cash. Správně umístěná clona vrhne stín na teleskop, ale svit planety nechá projít Soustava složená z teleskopu JWST a navrhované obří clony by měla astronomům umožnit najít planety o velikosti srovnatelné se Zemí až do vzdálenosti 32 světelných let. V této oblasti je na tisíc hvězd. U některých z nich již byla existence planety prokázána.

Takto objevených planet v posledních letech rychle přibývá, dnes jich astronomové znají téměř dvě stě. Téměř vždy jde o obry velikosti Jupitera či Saturnu, kteří díky své velikosti „svoji“ hvězdu dostatečně silně ovlivní.

V několika případech astronomové našli planetu s pravděpodobně pevným povrchem, která ale obíhá těsně kolem hvězdy a její gravitační vliv je proto silnější. Na pozorování planet podobných Zemi ve vzdálenosti několika světelných let dnešní technika nestačí.

„Nad“ dalekohledem květina
Americký astrofyzik Webster Cash z University of Colorado nabídl v práci publikované v nejnovějším vydání časopisu Nature nové řešení: dokládá že pokud by se vesmírný teleskop doplnil o vzdálenou clonu, bylo by možné zachytit světlo odražené přímo planetou, tedy skutečně ji uvidět.

Spektrální analýza zachyceného světla by o vzdáleném tělese prozradila vše podstatné. Dozvěděli bychom se především, jestli má atmosféru. Bylo by možné sledovat její změny, a tak usuzovat na roční období.

Chemická analýza obalu snad nabídne i věrohodnější odpověď na otázku, zda na planetě může existovat život.

K tomu všemu směřuje projekt obřího „slunečníku.“ Podle Cashových výpočtů by měl mít průměr třicet až padesát metrů. Vzhledem připomíná gigantickou kopretinu. Tento tvar je tvar optimální, neboť minimalizuje vliv difrakce světla. Na hraně možností Princip blokování světla jasného objektu, aby vyniklo nenápadnější těleso, je dlouho známý a používá se např. v koronografu. Tentokrát má být ale stínítko od dalekohledu vzdáleno desítky tisíc kilometrů.

Animace rozvinutí obřího stínítka (13 Mb)

Cash ve své práci uvádí, že účinek „květinové “ clony testoval počítačovou simulací a na modelu v měřítku 1:1000. Obě metody ukázaly, že se interference světla hvězdy a planety sníží o deset řádů. V případě, že by se clona „sladila“ s projektovaným vesmírným teleskopem James Webb Space Telescope (JWST), byl by celý systém schopný odhalit planetu srovnatelnou se Zemí na vzdálenost 32 světelných let. V této oblasti je na tisíc hvězd. U některých z nich již byla existence planetárního systému prokázána. Uvedení vesmírného teleskopu JWST, nástupce známého Hubbleova teleskopu, je naplánováno na rok 2013.

Ohromná vzdálenost stínítka od teleskopu s sebou nese velké technické problémy. Skeptici se domnívají, že na nemožnosti systém sladit projekt ztroskotá. „Žádná dosud nevyvinutá technologie není potřeba“, namítá Cash. „Můžeme se stavbou začít hned.“ Ani NASA si nemyslí, že jde o sci-fi. Proto na další studie uvolnila 400 000 dolarů.