Hledání potenciálních planet k životu je nový trend. Evropa na to vyslala CHEOPS

Nobelovu cenu za fyziku dostali v loňském roce dva švýcarští astronomové Michel Gustave Édouard Mayor a Didier Patrick Queloz. Ti už v roce 1995 objevili první exoplanetu u hvězdy 51 Pegasi, která je podobná Slunci a září ve vzdálenosti zhruba padesát světelných let od Země. Dnes už je známo přes čtyři tisíce exoplanet, tedy těch, které obíhají kolem hvězd podobně jako naše planeta kolem Slunce. No a teď je v oněch přibližně třech tisících slunečních soustavách, kde byly planety objeveny, potřeba zjistit, zda by některá z exoplanet nesplňovala podmínky pro život, případně zda už tam nějaký není. A na tomto hledání dneska hodně celá astronomie stojí. Jak jsme s tím hledáním daleko?

Hledáme život v jiných světech, než je ten náš, a zaměřili jsme se na planety, které obíhají jiné hvězdy, než je naše Slunce. Ne na všech objevených planetách, které astronomové prozatím ve vesmírném prostoru našli, je ovšem výskyt života možný. Především je nezbytné, aby se na svých drahách kolem své mateřské hvězdy exoplanety pohybovaly v takzvané obyvatelné zóně, tedy v takové vzdálenosti, kde nebude její povrch neustále zmrzlý ani naopak přehříván. Aby se zkrátka na povrchu planety vyskytovala voda ve svém tekutém skupenství.

Teď půjde o atmosféru

Velké množství potenciálně obyvatelných planet není ovšem naše věda schopna najednou zkoumat. Proto byla vypuštěna 18. prosince loňského roku do vesmíru první družice programu ESA (Evropská kosmická agentura) nazvaná CHEOPS (Characterising ExOPlanet Satellite). Ta už nebude vyhledávat, ale zaměří se na konkrétní cíle, tedy na již objevené planety, a jejím hlavním úkolem bude zpřesnit výpočet velikosti daných exoplanet.

Bližší pozorování exoplanety zároveň napoví něco o její případné atmosféře, přinejmenším o tom, zda ji má či nemá.

Když se bude dařit, mělo by se to povést s přesností na jednu desetinu. CHEOPS je minisatelit s hmotností 290 kilogramů a jeho vlastně jedinou výzbrojí je dalekohled se zrcadlem o průměru dvaatřicet centimetrů. Od zrcadla se světlo vzdálené hvězdy odrazí k sekundárnímu zrcadlu a následně do detektoru. Přesné měření jasu hvězdy ve chvíli, kdy před ní planeta „přechází“, umožní přesné měření poloměru planety.

U těch exoplanet, u nichž díky měření oscilace v soustavě planeta-hvězda známe jejich hmotnost, budeme moci vypočítat hustotu a zároveň kvalifikovaně odhadnout její vnitřní strukturu. To není vše. Bližší pozorování zároveň napoví něco o její případné atmosféře, přinejmenším o tom, zda ji má či nemá. V případě, že existují velké teplotní rozdíly mezi ozářenou a neozářenou stranou exoplanety, bude zřejmě atmosféru postrádat, protože atmosféra teplotní rozdíly snižuje.

Nejde jen o hledání života

Proč je vlastně hledáme a proč je studium exoplanet nejrychleji se rozvíjejícím oborem astronomie, když je možnost, jak se na takovou novou „zemi“ přestěhovat v rámci našich dnešních znalostí prakticky nulová?

Ještě konkrétnější průzkum pak provede teleskop ARIEL, jenž by se měl dostat do vesmíru někdy koncem následujícího desetiletí.

Studium exoplanet a planetárních systémů, které byly dosud objeveny, nám nejen pomáhá dozvědět se, jak se tyto konkrétní systémy formovaly a vyvíjely, ale také poskytuje základní vodítka pro pochopení toho, zda a kde by mohl život existovat jinde ve vesmíru. Objevy pozemských spektrografů, dřívější objevy satelitů Keplera nebo TESS, se zaměřovaly především na to, zda a kde vůbec exoplanety existují.

Zatím se nestěhujeme

Intenzita hledání a průzkumu exoplanet se bude každopádně zvyšovat. Zhruba za šest let by měl vystartovat vesmírný satelit s dalekohledem PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of Stars) vyvíjený Evropskou kosmickou agenturou. Ten se na tento výzkum bude specializovat ještě víc. Satelit by se měl rovněž soustředit na planety v obyvatelných zónách podobných naší Zemi a obíhajících kolem hvězd, jež jsou zase podobné našemu Slunci, ale i na výzkum takzvaných červených trpaslíků, kde může voda existovat v kapalném stavu. Zkoumání by mělo být zajištěno velmi přesnou fotometrií s vysokým časovým rozlišením.

Ještě konkrétnější průzkum pak provede teleskop ARIEL (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey), jenž by se měl dostat do vesmíru někdy koncem následujícího desetiletí. Měl by mít program zúžen na pozorování jen několika set exoplanet s tím, že se zaměří na průzkum jejich atmosféry, především pak jejího složení. Astrofyzikům to napoví, jak chemické prvky v atmosféře souvisejí s prostředím, ve kterém se planeta formuje, a jak její vývoj ovlivňuje mateřská hvězda. To je ale opravdu hudba vzdálené budoucnosti, takže je zatím zbytečné objednávat stěhovací raketu.