NEAR: Nový přístroj hledá Zemi podobné planety v oblasti Alfa Centauri

Na dalekohled ESO/VLT bylo nainstalováno nové zařízení určené ke hledání extrasolárních planet. Svoji vědeckou činnost přístroj zahájil 100hodinovým maratonem pozorování sousedního hvězdného systému Alfa Centauri. Cílem experimentu bylo pokusit se jako první v historii zachytit na snímku obyvatelnou exoplanetu.

TIP:   Astronomové objevili ultramasivní černou díru o hmotnosti 40 miliard Sluncí

Breakthrough Watch je celosvětový astronomický projekt zaměřený na hledání Zemi podobných extrasolárních planet u blízkých hvězd. Evropská jižní observatoř (ESO), vůdčí evropská mezivládní organizace pro astronomický výzkum, oznámila, že nově postaveným přístrojem pro dalekohled ESO/VLT (Very Large Telescope) pracující v poušti Atacama na severu Chile, prošlo první světlo.

Přístroj nese jméno NEAR (Near Earths in the AlphaCen Region; Blízké ‚Země‘ v oblasti Alfa Centauri). Byl navržen k pátrání po planetách v obyvatelné zóně (oblasti, kde se teoreticky na povrchu planety může vyskytovat kapalná voda) kolem Slunci podobných stálic Alfa Centauri A a Alfa Centauri B, které – spolu s Proximou Centauri (Alfa Centauri C) – tvoří nejbližší sousední hvězdný systém. Zařízení bylo postaveno během uplynulých třech let ve spolupráci University of Uppsala (Švédsko), University of Liège (Belgie).

Od 23. května 2019 prováděli astronomové ESO pracující s dalekohledem VLT desetidenní pozorovací cyklus, aby zjistili, zda se v tomto hvězdném systému nějaké planety nalézají. Celý experiment bude zakončen 11. června 2019.

Podle předpokladů by s vylepšenými přístroji mělo být možné v systému přímo zaznamenat planety alespoň dvakrát větší než Země. Při pozorování jsou nejdůležitější vlnové délky infračerveného záření, které odpovídají teplu vyzařovanému tělesem a umožňují astronomům odhadnout povrchovou teplotu planety, a také to, jestli zde teoreticky mohou panovat podmínky umožňující výskyt kapalné vody.

Alfa Centauri je Slunci nejbližší sousední hvězdný systém. Nachází se asi 4,37 světelného roku daleko (41 300 000 000 +/- 7 bilionů kilometrů). Skládá se ze dvou Slunci podobných hvězd Alfa Centauri A a Alfa Centauri B a červeného trpaslíka Proxima Centauri (Alfa Centauri C). V současnosti jsou však znalosti o tomto systému jen sporé.

V roce 2016 objevil tým vědců (pracující mimo jiné s přístroji ESO) Zemi podobnou planetu obíhající kolem Proximy. Okolí dvojice centrálních hvězd systému však zůstává neprozkoumáno, neví se například, jak stabilní by byl případný planetární systém s ohledem na přítomnost Zemi podobných planet. Jednou z možností, jak odhalit zda se kolem těchto hvězd nějaké planety skutečně vyskytují, je pokusit se o jejich přímé pozorování.

Přímé zobrazení extrasolárních planet je však stále technicky náročný úkol. Světlo odražené od planety je řádově miliardkrát slabší, než záření přicházející přímo od mateřské hvězdy. Rozlišit malou planetu v těsné blízkosti hvězdy na vzdálenost několika světelných let je asi podobně obtížné, jako sledovat můru kroužící kolem lampy veřejného osvětlení vzdálené desítky kilometrů.

Aby tento problém vědci překonali, zahájili v roce 2016 Breakthrough Watch a ESO spolupráci s cílem postavit speciální přístroj označovaný ‚thermal infrared coronagraph‘ (koronograf pro tepelné a infračervené záření). Zařízení je navrženo a optimalizováno tak, aby umožnilo odstínit většinu světla hvězdy a přitom zachytilo infračervenou (tepelnou) složku spektra vyzařovanou prohřátým povrchem planety (spíše než slabé odražené viditelné světlo).

Stejně jako hvězdy a planety ležící na obloze v blízkosti Slunce (které jsou za normálních okolností ‚utopeny‘ v jeho záři) lze pozorovat při úplném zatmění Slunce, dokáže koronograf vytvořit ‚umělé zatmění hvězdy‘ – odstíní jasné světlo a umožní pozorovat mnohem slabší objekty v jejím těsném okolí. Tento postup přináší výrazné rozšíření pozorovacích schopností dalekohledu.

Koronograf NEAR byl na jeden z 8m dalekohledů VLT nainstalován v rámci vylepšení a modifikace stávajícího přístroje VISIR, cílem bylo také optimalizovat citlivost zařízení na vlnové délky infračerveného záření, které jsou nejčastěji spojovány s potenciálně obyvatelnými planetami. Dalekohled tak bude schopen pátrat v tepelné části spektra po vlastnostech známých u Země, která absorbuje energii ze Slunce a vyzařuje ji v podobě specifických vlnových délek infračerveného záření.

Zařízení NEAR upravuje přístroj VISIR ve třech směrech. Za prvé umožňuje jeho použití ve spojení s koronografem, který zásadně omezí průchod světla od hvězdy a umožní detekovat známky případné planety v její těsné blízkosti. Za druhé umožňuje vyžití adaptivní optiky, která v reálném čase mění tvar sekundárního zrcadla dalekohledu VLT a umožňuje tak opravovat poruchy v obraze vyvolané chvěním atmosféry. A za třetí implementuje postupy, které jednak snižují šum a také přístroji umožňují každých 100 milisekund střídat cíle a tím maximalizovat vědecký přínos v daném pozorovacím čase.

Pete Worden, výkonný ředitel Breakthrough Initiatives, k tomu říká: „Bylo nám ctí spolupracovat s ESO na návrhu, výrobě, instalaci a také použití tohoto inovativního zařízení. Pokud jsou kolem Alfa Centauri A nebo Alfa Centauri B nějaké Zemi podobné planety, bude to pro lidstvo jistě mimořádná zpráva.“

Organizaci ESO těší, že se mohla svými zkušenostmi, infrastrukturou a také pozorovacím časem na dalekohledu VLT podílet na projektu NEAR,“ říká Robin Arsenault, projektový manažer ESO.

Je to cenná příležitost, jelikož experiment NEAR je – kromě svých vědeckých úkolů – také průkopníkem technologií pro zařízení určená ke hledání extrasolárních planet, která budou instalována na budoucím dalekohledu Extremely Large Telescope – ELT,“ upozorňuje Markus Kasper, hlavní vědecký pracovník ESO pracující na projektu NEAR.

NEAR je první a v současnosti jediný projekt, který je schopen pořídit přímé pozorování potenciálně obyvatelné extrasolární planety. Je to důležitý milník. Držím palce – doufám, že v obyvatelné zóně kolem jedné z hvězd systému Alfa Centauri obíhá velká planeta,“ dodává Olivier Guyon, vedoucí vědecký pracovník Breakthrough Watch.

Lidé jsou od přírody objevitelé,“ říká Yuri Milner, zakladatel Breakthrough Initiatives. „Je čas, abychom zjistili, co skrývá ‚sousední údolí‘, a tento teleskop nám umožní si ho prohlédnout.

Zdroj: Tisková zpráva ESO, foto: ESO/M. Kornmesser, A. Ghizzi Panizza/ESO, ESO/ NEAR Collaboration. Doporučené odkazy: Informace o zařízení NEAR (v časopise Messenger). Webové stránky Breakthrough Initiatives. Nástroj pro redukci dat PynPoint