Metody poszukiwania planet

Share

Tranzyty planet na tle gwiazdy

Metoda polega na pomiarze jasności gwiazdy w czasie. Przechodząca przed tarczą gwiazdy planeta nieznacznie zmniejsza jej jasność. Tą metodą można wykryć jedynie te układy planetarne, których płaszczyzny pokrywają się z linią Ziemia - Obserwowana gwiazda. 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.

Zataczanie się gwiazdy

Duże planety swoją grawitacją powodują zataczanie się macierzystej gwiazdy w kierunku planety. Metoda ta polega na pomiarze położenia gwiazdy względem innych ciał niebieskich lub długości fali emitowanego światła (dopplerowskie przesunięcie widma gwiazdy). W przypadku pomiaru pozycji gwiazda musi szybko poruszać się względem sfery niebieskiej tak by można obserwować jej ruch na dużym odcinku. Jeżeli ruch gwiazdy będzie falisty to można wnioskować o istnieniu gwiazdy.
Zgodnie z efektem dopplera gdy gwiazda oddala się jej widmo przesuwa się ku czerwieni, gdy zbliża się widmo przesuwa się ku fioletowi - efekt ten powoduje planeta przechodząca przed i za gwiazdą względem obserwatora odpowiednio przyciągając i oddalając od niego gwiazdę.

Bezpośrednia obserwacja planety

Jako że jasność gwiazdy znacznie przewyższa jasność planety nie możliwa jest bezpośrednia obserwacja, lecz stosując interferometr (metoda interferometrii wygaszającej) można "zasłonić" gwiazdę umożliwiając tym samym bezpośrednią obserwację okrążających jej planet. Metoda ta 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.

Mikrosoczewkowanie grawitacyjne

Inna metoda to mikrosoczewkowanie grawitacyjne. Wykrywanie planet tą metodą polega na obserwowaniu gwiazd i znajdowaniu takich, które "zakrywają" inną, odleglejszą gwiazdę. W sytuacji takiej gwiazda zdaje się być jaśniejsza, nawet kilkakrotnie. Obserwując krzywą zmiany jasności podczas zakrycia (co może trwać kilka miesięcy) uzyskujemy informację o ewentualnych planetach, które "pojawiają" się na krzywej jako odchylenia. Planety pojawiają się na krzywej, ponieważ swoją masą także zakrzywiają światło odległej gwiazdy, w ten sposób oznajmiając nam swoje istnienie.