Kako astronomi pronalaze planete u drugim Sunčevim sustavima?

Bilo je gotovo Prije 100 godina Clyde W. Tombaugh otkrio je Pluton. To je bio posljednji pronađeni planet do 1992. godine, kada su ljudi pronašli još jedan. Ali ovaj novi planet nije bio u našem solarnom sustavu – kružio je oko druge zvijezde. Ovo zovemo ekstrasolarni planet ili skraćeno “egzoplanet”.

Od tada su astronomi katalogizirali više od 6000 egzoplaneta. Ako ste mislili da je teško zapamtiti imena naših planeta, pokušajte sve planete, s imenima poput HD 189733b. (Veselo mjesto gdje pada kiša od rastaljenog stakla i vjetar puše 9000 kilometara na sat.)

Čak su i najbliži egzoplanete udaljeni više od 4 svjetlosne godine (36 trilijuna milja), zbog čega je upitno da ćemo ih ikada posjetiti—pa zašto se truditi? Razlog je što nam pomaže odgovoriti na staro pitanje: Jesmo li sami u svemiru? Koliko mi razumijemo, potreban vam je planet da biste imali život, a utrka je u tijeku da se pronađe onaj s kvalitetama sličnim Zemlji.

Zašto ih je teško pronaći?

Problem je u tome što ne možete jednostavno uzeti svoj najbolji teleskop i početi gledati po nebu. Teleskopi imaju ograničenu moć razlučivanja — najmanju kutnu veličinu koju mogu “vidjeti”. Za svemirski teleskop Hubble to je 0,05 lučne sekunde, što je nevjerojatno malo—oko 1/72 000. stupnja. HST je mogao vidjeti divovski planet veličine Jupitera na udaljenosti od 590 milijardi kilometara. To je nevjerojatno, ali to je samo 0,06 svjetlosnih godina, a najbliža zvijezda, Proxima Centauri, udaljena je 4,25 svjetlosnih godina.

Drugi problem je zatamnjenost planeta. Naravno, Jupiter je lako vidjeti na našem vlastitom noćnom nebu, zbog sunčeve svjetlosti koja se odbija od njegove površine. Ali Jupiter uopće ne možete vidjeti tijekom dana, jer je ta reflektirana svjetlost puno slabija od izravne sunčeve svjetlosti. Isto je i za egzoplanete. Kada gledamo svjetlost zvijezde, planeti oko nje jednostavno nisu dovoljno svijetli da bi se mogli uočiti.

Srećom, postoje i druge metode, a ja ću objasniti dvije koje su korištene za pronalaženje većine egzoplaneta koje danas poznajemo. Ovdje ima hrpa cool fizike, pa idemo!

Orbite, titrajuće zvijezde i plavi pomaci

Što se događa kada se planet kreće oko zvijezde? Prvo, postoji gravitacijska interakcija koja vuče planet u smjeru zvijezde. Veličina ove sile (F_G) ovisi o masi zvijezde (M) i planet (m), kao i udaljenost (r) između njih: