Kepler má problém. Jeho výsledky jsou zpochybněny

Petr Kubala  |  Vesmír

Kosmický dalekohled Kepler sice přináší další potvrzené objevy, ale hlavní cíl mise – statistický výzkum mezi exoplanetami – se komplikuje.

Poměrně často se můžete dočíst, že hlavním úkolem Keplera je objevení „druhé Země“, což je populární zkratka pro planetu o velikosti Země, obíhající okolo své mateřské hvězdy v obyvatelné oblasti.

Realita je ale trochu jiná. Hlavním úkolem kosmického dalekohledu Kepler je statistický výzkum exoplanet. Jak to funguje? Kepler sleduje jasnost desítek tisíc hvězd. Pokud z našeho pohledu přechází před hvězdou planeta, způsobí to pokles její jasnosti. Pravděpodobnost, že bude planeta přecházet z našeho pohledu před svou hvězdou je poměrně malá, ale lze ji spočítat dle jednoduchého vzorečku:

(r* / a).100

kde „r*“ je poloměr hvězdy, a „a“ je velká poloosa planety. Pravděpodobnost, že objevíme „Zemi“ tranzitní metodou, je pouze 0,46%. V případě „Jupiteru“ pak dokonce pouze 0,08%.

Pokud tedy Kepler objeví určitý počet kandidátů, lze dopočítat, kolik planet neviděl, ale které okolo daných hvězd přesto obíhají. Problémem ovšem je, že kandidáti, kterých je dnes přes 2 300, nejsou ověřenými objevy. Potvrdit je nebude jednoduché; u malých kandidátů na to nemusí stačit pozemská technika, u těch ostatních to jde zase vzhledem k jejich množství velmi pomalu. Jednou z metod ověřování je získání spektra hvězdy a ověření, že okolo ní obíhá něco „hmotného“. Kepler zjistil, že okolo hvězdy obíhá něco „velkého“, co ji zastiňuje a obě metody jsou tak na sobě nezávislé.

Také v případě kandidátů však můžeme použít statistické metody. Není třeba je všechny ověřovat, ale stačí pouze vědět, kolik z nich jsou skutečné planety a kolik falešné případy. V určitých případech dokonce nepotřebujeme vědět ani to. Když třeba Kepler objevuje málo horkých Jupiterů (obřích planet s oběžnou dobou v řádu desítek hodin až dní), je zřejmé, že tyto planety patrně nebudou ve vesmíru zase tak běžné. Podle všeho by těchto planet mělo být asi 1000× méně než planet typu Země či Neptun. Stejně tak můžeme informovat o tom, že jen u 0,1% hvězd byl zatím objeven kandidát v obyvatelné oblasti.

Mnohé z dosud potvrzených objevů Keplera. Credit: NASA/Kepler Mission/Wendy Stenzel
Mnohé z dosud potvrzených objevů Keplera. Credit: NASA/Kepler Mission/Wendy Stenzel

Na druhou stranu jsou případy, kdy počet falešných objevů opravdu znát potřebujeme – a zde je kámen úrazu. Delší dobu platily závěry amerických astronomů, podle kterých je 90 až 95% kandidátů skutečnými planetami (v závislosti na jejich parametrech).

Rozdílné výsledky

Jenomže nová studie evropských astronomů je mnohem více pesimistická. Ženevští astronomové vzali spektrograf SOPHIE, který je instalován na 1,93 m dalekohledu observatoře Haute-Provence ve Francii, a pozorovali mateřské hvězdy celkem 46 vybraných kandidátů. Na seznam se dostali ti, u nichž byla hloubka tranzitu (pokles jasnosti) větší než 0,4%, oběžná doba kratší než 25 dní a mateřská hvězda jasnější než 14,7 mag.

V daném vzorku se podařilo nalézt 11 zákrytových dvojhvězd, 2 hnědé trpaslíky a 20 exoplanet, z nichž mnohé již byly popsány v dřívějších studiích nebo jsou přímo potvrzenými objevy. Zbývajících 13 kandidátů nebylo možné přesně proměřit z důvodu omezeného počtu pozorování či šumu.

Z výsledků pozorování vyplývá, že jen asi 65% kandidátů budou skutečné exoplanety. U těch s delší oběžnou dobou to může být dokonce jen 60%.

Výsledky samozřejmě nejsou konečné. Přesnější údaje poskytnou další studie a je také dobře, že mise Keplera byla na jaře prodloužena až do roku 2016.

Kepler-36

Nejnovějšími potvrzenými planetami jsou Kepler-36 b a Kepler-36 c. Planety obíhají jen 2 miliony kilometrů od sebe, což je asi pětinásobek vzdálenosti Měsíce od Země. Oběžná doba jedné je 13,8 a druhé 16,2 dnů. Přestože se obě planety nachází blízko od sebe, jedná se o dva zcela rozdílné světy. Kepler-36 b má poloměr 1,5 Země, hmotnost 4,5 Země a spadá tak do kategorie super-Zemí. Kepler-36 c je podobný spíše Neptunu. Jeho hmotnost je 8 Zemí a poloměr 3,7 Zemí.

Kepler-36 c při pohledu z planety "b". Credit: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics/David Aguilar
Kepler-36 c při pohledu z planety „b“. Credit: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics/David Aguilar

Další informace

Nejčtenější