Nr wniosku: 200762, nr raportu: 13315. Kierownik (z rap.): dr Alexis

Nr wniosku: 200762, nr raportu: 13315. Kierownik (z rap.): dr Alexis Michael Sheridan Smith
Od zarania dziejów ludzkość zadawała sobie pytanie czy jesteśmy sami we Wszechświecie. Czy istnieją odległe planety,
na których powstało i rozwija się życie?
20 lat temu, w 1995 roku, odkryto pierwszą planetę okrążającą gwiazdę podobną do Słońca (tzw. egzoplanetę, czyli
planetę poza naszym Układem Słonecznym). Planeta ta - 51 Peg b - okazała się dość nietypowa: ma bardzo podobną masę
i wymiary do Jowisza, ale znajduje się znacznie bliżej swojej gwiazdy niż jakakolwiek planeta naszego Układu
Słonecznego, z kolei czas potrzebny do wykonania jednego okrążenia tej planety wokół gwiazdy jest dużo krótszy niż te
dotychczas nam znane. Nie wynosi, jak w przypadku Jowisza 12 lat, ani roku jak w przypadku Ziemi, czy 88 dni
(położony najbliżej Słońca Merkury). 51 Peg b okrąża swoją gwiazdę z okresem zaledwie 4 dni! Ze względu bliskie
położenie planety w stosunku do gwiazdy, temperatura 51 Peg b wynosi aż ok. 1000 °C. Z tego powodu planety takiego
typu nazywamy dziś “gorącymi Jowiszami”.
Od momentu odkrycia 51 Peg b, znaleziono już kilka tysięcy planet krążących wokół odległych gwiazd. Planety te
posiadają niezwykle zaskakujące i różnorodne właściwości. Jednym z celów, które obrali sobie naukowcy, jest
znalezienie mniejszych i chłodniejszych planet, zbliżonych właściwościami do Ziemi, na których mogłoby istnieć życie.
Aby odkryć ślady życia na egzoplanetach, astronomowie muszą być w stanie wykryć i zbadać atmosferę takich planet.
Jeśli odkryte w nich zostaną duże ilości tlenu, możemy być pewni, że na takich globach istnieje pewien rodzaj życia,
ponieważ tlen w atmosferze ziemskiej został wytworzony przez glony.
Zbadanie składu atmosfery planety pozasłonecznej jest bardzo trudne z dwóch powodów. Po pierwsze, ciała te znajdują
się daleko od Ziemi, a po drugie – są niemal niewidoczne ze względu na obecność bardzo jasnych (ok. miliarda razy
jaśniejszych) gwiazd w ich otoczeniu. Naukowcy stosują pewnie sztuczki, dzięki którym próbują scharakteryzować
atmosfery egzoplanet, ale też oczekują na erę nowych teleskopów, dzięki którym zadanie to będzie łatwiejsze do
zrealizowania. W zaawansowanej fazie budowiy znajduje się następca Kosmicznego Teleskopu Hubble’a – Kosmiczny
Teleskop Jamesa Webba (JWST) oraz 3 ogromne nowe teleskopy mające stanąć w Chile i na Hawajach. Równocześnie,
poprzez badania nad atmosferami gorących Jowiszów, rozwijane są techniki potrzebne do wykrycia atmosfer mniejszych
planet podobnych do Ziemi.
Jeśli konfiguracja odległego układu planetarnego jest sprzyjająca i planeta w trakcie obiegu wokół gwiazdy przysłoni nam
część jej dysku, ilość światła pochodzącego od gwiazdy i dochodząca do obserwatora na Ziemi ulegnie zmniejszeniu.
Zjawisko takie nazywamy tranzytem. Mimo, że większości planet pozasłonecznych nie możemy obserwować
bezpośrednio, możemy dostrzec spadek jasności gwiazdy w trakcie tranzytu. Ilość światła zablokowanego przez
tranzytującą planetę zależy od jej wielkości, dzięki czemu możliwe jest oszacowanie jej rozmiarów. Planeta taka w trakcie
obiegu wokół gwiazdy, zniknie za jej dyskiem – takie zjawisko nazywamy okultacją. Rejestrowany spadek jasności w
trakcie okultacji jest jeszcze mniejszy niż w przypadku tranzytu, jednak jeśli go zmierzymy – możemy oszacować
temperaturę planety. Badając taki spadek przy wykorzystaniu z różnych filtrów teleskopu, dowiemy się szczegółów na
temat składu atmosfery odległej planet.
Intencją naszego projektu były obserwacje okultacji kilku planet z rodziny gorących Jowiszów w celu zbadania ich
atmosfer. Obserwacje zostały wykonane przy użyciu światowej klasy teleskopów i były niezmiernie wymagające.
Polegają one bowiem na stałym monitorowaniu jasności gwiazdy przez kilka godzin i wykonaniu precyzyjnych pomiarów
jej jasności w trakcie zjawiska okultacji, gdzie jej spadek wynosi średnio ok. 0.1% światła pochodzącego od gwiazdy. Na
jakość danych z części nocy obserwacyjnych duży wpływ miały warunki pogodowe. Część danych wykonanych w
ostatnich tygodniach realizacji projektu przy użyciu teleskopu IRSF zlokalizowanego w Republice Południowej Afryki
nadal jest w trakcie analizy.