Teleskopy Keck I i II Źródło: NASA Opis: Jeden z największych interferometrów optycznych zbudowany jest z dwóch bliźniaczych teleskopów z segmentowymi zwierciadłami o średnicy 10m każde.

Czyli jak teleskop Kepler będzie odkrywał planety tupu ziemskiego?

Niedawno pisaliśmy o tym, że teleskop Kepler wystartował pomyślnie w kosmos, a obecnie oddala się od Ziemi i udaje się na swoją właściwą orbitę skąd bez zakłóceń ze strony Ziemi będzie prowadził poszukiwania planet typu ziemskiego - czyli na tyle małych by nie były to planety gazowe jak Jowisz czy Saturn.

W niektórych opiniach prasowych zostało użyte stwierdzenie, że teleskop Kepler będzie poszukiwał plant, na których jest życie, co nie jest prawdą. Odkrycie planety typu ziemskiego to jedna sprawa, a wykazanie, że jest na niej życie to zupełnie inna rzecz. Można powiedzieć, że odkrycie planety typu ziemskiego (wielkość, masa, gęstość, itp. parametry) daje jedynie zwiększone prawdopodobieństwo odkrycia na niej życia i tylko tyle. Wenus jest podobną pod wieloma względami planetą do Ziemi, tak jak i Mars, ale że istnieje na nich życie nie udało nam się potwierdzić mimo, że wysłaliśmy tam nasze sondy - zaprzeczyć też na 100% nie, choć prawdopodobieństwa życia na tych planetach maleje z każdą wyprawą.

---

Teleskopy Teleskp Kepler Źródło: NASA Opis: Teleskop Kepler na swojej orbicie skierowany na badaną gwizdę.

Ważne jest jednak podejście do całego problemu. Planet wokół innych gwiazd przybywa jak grzybów po deszczu. Tak z reszta przewidywali astronomowie biorąc pod uwagę ilość gwiazd w naszej galaktyce i miliardy innych galaktyk. Kiedy technologicznie dorośliśmy do pokonania problemu rozdzielczości obrazu, oraz badania mikroskopijnych zmian, przyszła pora na poszukiwanie planet tak małych że do tej pory nie byliśmy w stanie ich wykryć. Planety masywne typu jowiszowego mają tak znaczny wpływ na orbity gwiazd, że mówiąc wprost po prostu widać jak planeta powoduje kołysanie się gwiazdy. To kołysanie wynika ze znanych nam praw grawitacji - układ planeta i gwiazdy krąży wokół wspólnego środka masy. Masa planet typu ziemskiego jest na tyle małą, że takiego wpływu nie jesteśmy w stanie zmierzyć, szczególnie na taka odległość jaka jest do badanych gwiazd.

Ale pojawiła się inna metoda. Metoda ta nazywa się badaniem tranzytów planet. Tranzyt zachodzi wtedy, gdy ciało niebieskie - nasza poszukiwana planeta - przechodzi na tle tarczy gwiazdy. Takie zjawisko możemy obserwować w naszym Układzie Słonecznym - np. tranzyt Wenus lub Merkurego na tle tarczy Słońca. Tranzyty Planet na takiej odległości jaka dzieli teleskop Keplera od badanych gwiazd jest jednak bardzo duża. Tak duża, że planety na tarczy nie da się zobaczyć, tak jak to robimy w przypadku Wenus i Merkurego. Jak więc dokonać odkrycia? Jak zmierzyć masę planety i jej gęstość?
Odpowiedzią jest czułość przyrządów teleskopu Keplera i współpraca z naziemnymi wielkimi teleskopami Keck I i II na Hawajach.

Teleskopy Tranzyt planety Źródło: NASA Opis: Tranzyt planety powoduje zmianę jasności gwiazdy. Zmiana jest mikroskopijnie mała, ale do wykrycia. Z dalszych pomiarów wynikną dane o planecie.

Tranzytami planet wokół innych gwiazd zajmowaną się od czasu odkrycia mnogości światów planetarnych wokół innych gwiazd. Były to jednak tranzyty bardzo masywnych obiektów - o masach nawet kilku i kilkunastu mas Jowisza. Te badania układu teleskop Kepler - Teleskop Gemini, to badanie mikroskopijnych zmian w widmie gwiazdy. Poszukiwane zmiany jasności są na poziomie 20ppm czyli 20x10^-6 (milionowej).

Celem misji jest określenie częstotliwości występowania układów planetarnych w kosmosie i różnorodności ich struktur. Ma to być zrealizowane przez obserwowanie dużego zbioru gwiazd i określenie:
* jak często planety skaliste występują w ekosferach różnych typów gwiazd,
* jakie typy planet występują częściej, a jakie rzadziej,
* jak często występują systemy z wieloma planetami i jak wiele planet mogą zawierać,
* jak często występują gorące Jowisze i jakie są ich przeciętne parametry,
* wokół jakich gwiazd najczęściej występują systemy planetarne.

Badanie zmian w widmie gwiazdy Źródło: NASA Opis: zmiany w widmie będą bardzo małe i zależne od tego gdzie planeta będzie się najdowała.

Aby wykonać szereg analiz spektralnych, które pozwolą na ocenę parametrów planety, musi najpierw zostać odkryty taki układ plantany. Sprawa nie jest taka prosta jakby się wydawało. Aby odkryć układ planetarny metodą tranzytów musi być spełniony warunek podstawowy - układ planetarny wokół badanej gwiazdy musi być ustawiony w odpowiedniej płaszczyźnie do naszej sondy. Sonda musi widzieć krawędź układu planetarnego. Ten wymóg powoduje, że ilość wykrytych i badanych układów spadnie i to znacznie. Dlatego teleskop zostanie skierowany na dość licznie pokryty gwiazdami obszar naszej galaktyki - Łabędź i Lutnia

Aby ograniczyć wpływ naszej atmosfery teleskop Kepler został wysłany w kosmos. MA to jednak swoje ograniczenia. Sonda nie może być dowolnie duża, a dokładnie jej teleskop nie może być takich rozmiarów jak te na Ziemi. Dlatego podobnie jak to jest z teleskopem Hubble'a, Kepler wskaże te gwiazdy na które należy zwrócić uwagę i do tego może on pracować 24 godziny na dobę. Wyznaczone obiekty zostaną dokładnie zbadane przez giganty Keck I i II. Zostanie przeanalizowane widmo gwiazd, dzięki czemu uzyskamy oczekiwany zbiór informacji. Krążąca planeta będzie powodowała przesunięcia dopplerowskie w widmie gwiazdy i choć będą one bardzo małe to są już w granicach naszych pomiarów.