1.1. RODZAJE METOD
Wraz z coraz powszechniejszymi łowami na egzoplanety i przy aplauzie społeczności świata i mediów rozwinęły się techniki obserwacji egzoukładów planetarnych. W egzoplanetologii empirycznej można wyróżnić z grubsza dwie metody – bezpośrednie i pośrednie (uważa się, że metody bezpośrednie pozwalają lepiej niż pośrednie wniknąć w naturę planet i poznać bliżej ich cechy).
Ogólnie współcześnie istnieją następujące techniki: astrometria (np. metoda stosowana przez Petera Van de Kampa i George’a Gatewooda polegająca na mierzeniu zmian toru gwiazdy pod wpływem oddziaływania grawitacyjnego planety), spektrometria (mierzenie drobnych zmian przybliżania się i oddalania od obserwatora gwiazdy pod wpływem działania jej towarzysza (tu gwiazda i jej towarzysz, np. planeta, wykonują ruch wokół orbitalnego wspólnego środka masy, tzw. barycentrum, co przekłada się na obraz widma gwiazdy – jest to tzw. prawo Dopplera), interferometria (analiza tzw. pasm – jasnych i ciemnych promieniowania gwiazdy i planety), fotometria (obserwacja zaćmień gwiazdy przez planety), metoda mikrosoczewkowania grawitacyjnego, chronometraż pulsarów, i optyka adaptacyjna.
1.2. ASTRONOMETRIA, SPEKTOMETRIA I INTERFEROMETRIA
Metoda astrometryczna preferuje poszukiwanie i badanie planet bliskich Ziemi gwiazd (gdyż tu te nieradialne oscylacje gwiazdy muszą być zauważalne), dalszych od macierzystej gwiazdy planet (oscylacje środka układu gwiazda-planeta są tu większe), pozwalając określić dokładniej masę egzoplanety.
Metoda spektrometryczna, dopplerowska pozwala poszukiwać i badać gwiazdy bez względu na ich odległość, bliższych od macierzystej gwiazdy planet (oscylacje prędkości gwiazdy są tu największe), pozwalając jedynie w przybliżeniu określić masę planety (dolną jej granicę). Metoda ta, polegająca na odkrywaniu niewidocznych obiektów na podstawie parametrów związanych z nimi grawitacyjnie innych ciał widocznych, nie jest de facto nowa – zastosowano ją do odkrycia w 1846 r. Neptuna. Tu (w jednej z jej odmian) światło z gwiazdy analizuje się na tle rozproszonych cząstek jodu jako układu odniesienia, kiedy prędkość gwiazdy oscyluje – niezależnie od jej własnego ruchu – pod wpływem planety, linie widma przesuwają się względem powyższego układu stałego.
Metodą nawiązującą do astrometrii jest metoda wykorzystująca falową naturę światła z jego tzw. „dołami” i „górami” przebiegu fali – interferometria. Interferometria zbiera przez kilka różnych odbiorników, np. teleskopów, odbierane światło widzialne (fale krótkie) lub radioteleskopów, fale radiowe (metoda łatwiejsza i efektywniejsza niż powyższa, optyczna, bo fale radiowe są dłuższe).
W latach 80. Metodę tę zastosował amerykański astronom Michael Shao, budując interferometr wykazujący się czułością 1 milisekundy kątowej. Później, stosując udoskonalenie i modyfikację tej techniki przez wprowadzenie obserwacji nie jednego, ale dwóch źródeł gwiazd i stosując fale dłuższe – podczerwień, zdołał on uzyskać precyzję pomiaru ruchu ok. 50 mikrosekund w odległości 10 lat świetlnych, co wprawdzie nie pozwalałoby wykryć na razie planety wielkości Ziemi (tu konieczność dokładności pomiaru – 1 mikrosekunda łuku), ale już umożliwiłoby odkrycie egzoplanet urano- lub neptunopodobnych (czułość dla planety neptunopodobnej musi wynosić ok. 510 mikrosekund). Modyfikacją tej metody jest zastosowana przez Gatewooda synteza techniki astronometrii i dopplerowskiej (czułość 2-3 m/s). Metody te pozwalają dobrze wykryć i badać zwłaszcza planety podobne do istniejącej przy 51 Pegasi, jako znajdujące się przy gwiazdach, cieplejsze (w podczerwieni).
Materiały źródłowe:
K. Croswell, „Łowcy planet. W poszukiwaniu nieznanych światów”, Prószyński i S-ka, Warszawa 2002.
P. Halpern, „Łowcy planet. Tropem Wolszczana w poszukiwaniu planet w naszej Galaktyce”, Amber, Warszawa 1999.
„Wiedza i Życie”, „Planety się bronią”, 1998, nr 4.
Tagi: metody egzoplanetologii
