5.1. Kto odkrył pierwszą planetę pozasłoneczną ?Był to Aleksander Wolszczan, współczesny polski radioastronom i astrofizyk, wybitny badacz pulsarów. Ukończył studia astronomiczne na Uniwersytecie Mikołaja Kopernika w Toruniu (1969), gdzie też uzyskał stopień doktora nauk ścisłych z fizyki (1975) za pracę o widmach pulsarów.Odkrył pierwszy pozasłoneczny układ planetarny (zawierajacy co najmniej trzy planety) wokół pulsara Szerzej na witrynie Klubu Uranos.
5.2. Jakimi metodami odkrywa się planety pozasłoneczne ?Odkrywanie pozasłonecznych układów planetarnych nie jest zadaniem łatwym. Ponieważ planety świecą jedynie odbitym światłem, są więc wielokrotnie mniej jasne niż gwiazdy, a dodatkowo ich światło jest przyćmiewane przez blask gwiazd, wokół których krążą. W tej sytuacji metody bezpośrednie ustępują miejsca innym. Przy poszukiwaniu planet krążących wokół innych gwiazd niż Słońce bada się:
Pierwsze pozasłoneczne planety zostały odkryte w 1990 r przez Polaka, profesora Aleksandra Wolszczana, który badał częstotliwości impulsów generowanych przez pulsara PSR B1257+12. Okazało się, że impulsy te nie nadchodziły idealnie równomiernie – raz miały większą a raz mniejszą częstotliwość. Jedynym dobrym wytłumaczeniem tego zjawiska jest przyjęcie założenia, że wokół pulsara krążą co najmniej trzy planety, które okrążając razem ze swą gwiazdą wspólny środek masy tego układu, powodują zmienny ruch pulsara względem ziemskiego obserwatora. To z kolei powoduje pojawienie się w impulsach dochodzących z gwiazdy efektu Dopplera, którego analiza pozwala wyciągnąć wnioski dotyczące masy planet i ich orbit. Zmiany częstotliwości są niewielkie, jednak obserwacje te charakteryzją się bardzo wysoką dokładnością, minimalizującą możliwość popełnienia pomyłki. Metoda obserwacji ruchu własnego gwiazd ma zastosowanie w przypadku tych gwiazd, które poruszają się najszybciej względem sfery niebieskiej. Np. ruch Gwiazdy Barnarda wynosi ok. 10,5 sekundy łuku na rok, co czyni ją gwiazdą najszybciej zmieniającą swą pozycję. Dzięki szybkiemu przesuwaniu się można analizować tor jej ruchu, który nie jest odcinkiem prostej – ma "pofalowany" kształt. Sugeruje to obecność towarzysza – planety powodującej "kołysanie się" gwiazdy. W tym przypadku nie ma niestety pewności co do istnienia planety, ponieważ odkształcenia toru są na tyle małe, że mogą być wynikiem błędów pomiarowych. Inną metodą jest śledzenie dopplerowskiego przesunięcia widma gwiazd. Jeśli dookoła gwiazdy krążą planety, powodują one – analogicznie jak w przypadku opisywanych wyżej układów wokół pulsarów – przybliżanie się i oddalanie macierzystej gwiazdy do i od obserwatora, co owocuje przesunięciami linii w jej widmie. Trzema powyższymi metodami najłatwiej jest odkryć planety o dużej masie, okrążające gwiazdy po ciasnych orbitach, wtedy bowiem powodują one największy ruch gwiazd. W przypadku niewielkiej części spośród gwiazd posiadających własne układy planet zachodzi sytuacja, że kierunek obserwacji (linia Ziemia - gwiazda) leży w płaszczyźnie odległego układu planetarnego. Obserwacja blasku danej gwiazdy pozwala wtedy na identyfikację momentu, w którym planeta przechodzi na tle tarczy swej gwiazdy. Następuje wtedy nieznaczny spadek jasności gwiazdy – bardzo podobnie jak w przypadku gwiazd zmiennych zaćmieniowych (układy podwójne gwiazd) z tym, że tutaj spadek jasności jest znacznie mniejszy. Informacje pozyskane w ten sposób pozwalają ocenić rozmiary planety, obecność pierścieni czy księżyców a także, dzięki przeprowadzanym badaniom spektroskopowym, analizować skład ewentualnej atmosfery. Metodę analizy blasku gwiazd wykorzystał m.in. polski projekt OGLE, który początkowo badał przypadki mikrosoczewkowania grawitacyjnego, lecz zebrane dane dotyczące jasności dużej liczby gwiazd pozwoliły na studia na temat obcych układów planetarnych. Owocem projektu jest 59 nowych kandydatów na pozasłoneczne planety. Wśród nich są planety o promieniach poniżej 1,6 promienia Jowisza a nawet jedna, której promień ma ok. 0,7 promienia największej planety US. Metoda zaćmieniowa daje najlepsze rezultaty w przypadku dużych planet, które w trakcie przejścia przysłaniają możliwie największą część gwiazdy. Analiza kształtu dysków pyłowych wokół gwiazd polega na porównaniu obserwowanego wyglądu takiego dysku z komputerowymi symulacjami. Symulacje takie buduje się w oparciu o model, który zakłada, że oprócz centralnej gwiazdy i pyłowej otoczki istnieje w pobliżu planeta, która poruszając się wpływa na kształt tego pyłowego dysku wytwarzając w nim charakterystyczne zagęszczenia. Jeśli obraz rzeczywisty i otrzymany z symulacji pokrywają się, można przypuszczać, że założenie o istnieniu planety jest prawdziwe. Jest to stosunkowo nowa metoda i na ostateczne potwierdzenie należy poczekać aż naukowcy będą dysponować obrazem ewolucji takiego rzeczywistego dysku pyłowego, którą będzie można porównać z ewolucją wynikającą z symulacji. Metoda jest jednak obiecująca, można dzięki niej odkrywać planety o masie nawet rzędu 0,1 masy Jowisza. Efekt przyćmiewania planet przez ich słońca można zniwelować dzięki metodzie interferometrii wygaszającej. Polega ona na obserwacji gwiazdy równocześnie przez dwa sprzężone układy optyczne. Fale rejestrowane przez jeden układ zostają odwrócone i nałożone na obraz z drugiego przyrządu. Fale wzajemnie się wygaszają – światło gwiazdy ulega "przytłumieniu", jednak planeta nie znajduje się w tak idealnej konfiguracji z optyką i jej światło zostaje wzmocnione. Pozwala to na poprawę niekorzystnego stosunku jasności planety i gwiazdy o kilka rzędów wielkości. Dzięki różnym metodom obserwacyjnym liczba planet odkrytych poza granicami naszego US przekroczyła już 100.
5.3. Czy znaleziono już "drugą Ziemię" ?Niestety, ale doniesienia z prasy codziennej tak zatytułowane, są pisane grubo na wyrost. Obecnie jeszcze nie istnieje technologia pozwalająca na dokładne badanie składu atmosfer planet pozasłonecznych (z niewielkimi wyjątkami, gdy można zmierzyć widmo podczas przejścia planety na tle macierzystej gwiazdy; metoda jednak mało dokładna), a co dopiero mówić o badaniu powierzchni czy rozstrzyganiu dylematu o występowaniu tam jakiegokolwiek życia.Bywało i tak, że astronomowie profesjonalnie zajmujący się tym zagadnieniem wygłaszali przed kamerami TV takie właśnie optymistyczne i "naciągane" opinie, celem zwrócenia uwagi na siebie i na uprawianą przez siebie dziedzinę naukową.
5.4. Czy wszystkie gwiazdy mają swoje układy planetarne ?Nie wiemy jeszcze tego, bo póki co znamy tylko ponad setkę planet pozasłoncznych, ale okazuje się, że układy planetarne mają nawet tak osobliwe systemy jak PSR B1257+12', w którym to Aleksander Wolszczan odkrył pierwsze w historii planety pozasłoneczne.Z tego powodu można uważać, że zjawisko powstawania układów planetarnych wokół gwiazd jest czymś typowym dla wszechświata i w niedalekiej przyszłości zyska ta hipoteza większe zaplecze obserwacyjne.
5.5. Czy da się określić skład atmosfery odległych planet ?Jak na razie nie zaobserwowano jeszcze bezpośrednio żadnej planety pozasłonecznej. Pojawiły się, co prawda, tego typu doniesienia, ostatecznie jednak okazało się, że obserwowane obiekty nie były planetami. To jednak nie znaczy, że nie da się odkrywać planet krążących wokół obcych gwiazd innymi metodami. Co więcej, w przypadku planet, które przechodzą na tle tarczy swej gwiazdy, możliwe jest przeprowadzenie badania atmosfery planety w pewnym zakresie.W takiej sytuacji można porównać widmo z okresu, w którym planeta przechodzi na tle gwiazdy (moment nieznacznego spadku jasności) z widmem "normalnym", kiedy planeta znajduje się "obok". Przez większość okresu (gdy planeta taka nie przechodzi na tle tarczy gwiazdy macierzystej) w zasadzie nie będzie się w ogóle obserwować żadnych linii związanych z planetą (planety same z siebie niewiele wypromieniowują, i są niewielkie). Gdy planeta przechodzi na tle gwiazdy, promieniowanie tej ostatniej przenika przez atmosferę planety (zakładając, że taka atmosfera istnieje) i wtedy linie mogą się pojawić, pozwalając wyciągać wnioski na temat składu atmosfery tejże planety. Metoda ta wymaga jednak obecnie operowania na granicy czułości przyrządów pomiarowych, jakimi dysponują naukowcy.
|