Extrasolárne planéty VI. - časovanie

  • Marcel Škreka | 3 December 2009
    Exoplanéty
Umelcova predstava pulzaru PSR 1257+12
Táto metóda je špecifická v tom, že sa dá použiť len pri jednom type hviezd, pri pulzaroch. Čím sú tieto hviezdy výnimočné?

Pulzary sú pozostatky po hmotných hviezdach, ktoré zanikajú výbuchom supernovy. Obálka pôvodnej hviezdy je odvrhnutá do okolitého priestoru a jej jadro sa gravitačne zrúti do telesa s rozmerom 10 až 20 km, ktoré má hustotu atómového jadra. Predpokladá sa, že počas kolapsu trvajúceho len niekoľko sekúnd sa jadro hviezdy roztočí na veľmi vysoké otáčky.

Pulzary rotujú okolo svojej osi niekoľko desiatok až stovák krát sa sekundu. Súčasne vysielajú 2 úzke zväzky rádiových vĺn, ktoré ak zasiahnu Zem, pozorujeme ako extrémne pravidelne opakujúce sa pulzy. Pohyb pulzaru radiálnym (k nám, alebo od nás) smerom spôsobuje odchýlky v pravidelnosti pulzov, ktoré sme do istej miery schopní zaznamenať. Princíp posunu pulzov je rovnaký ako pri dopplerovom posune spektrálnych čiar v metóde radiálnych rýchlostí.

pulsar_zpozdeni.gif

Zmena polohy pulzaru a následné oneskorenie signálu prichádzajúceho k vzdialenému pozorovateľovi.

Ak je v gravitačnom poli pulzaru planéta, pohybuje sa spolu s pulzarom okolo ich vzájomného ťažiska. Z pozorovaných odchýlok v pravidelnosti pulzov môžeme vypočítať parametre dráhy planéty. Je dokonca možné detegovať aj vzájomné gravitačné poruchy medzi planétami v systéme pulzaru a odhaliť tak ďalšie charakteristiky planét a ich dráh.



pul_tim.jpg

Princíp metódy oneskorenia zábleskov pulzarov: Pulzy prijaté anténou sa následne spracujú a vyhodnotia. Z obrázka vidieť, že namerané hodnoty (hore) sa líšia od očakávaných (čierne bodky). Z rozdielov časov sa dá zhotoviť krivka (dole), z ktorej sa dá vyčítať, či okolo pulzaru obieha nejaké teleso. Zmeny polohy pulzaru vzhľadom na ťažisko sústavy sa teda prejavia v oneskorovaní jednotlivých zábleskov.

Pulzary však patria v Galaxii k vzácnejším "druhom". Metódou časovania, teda neobjavíme mnoho planét. Navyše život ako ho poznáme by pre intenzívne vysokoenergetické žiarenie z hviezdy nemohol existovať.

V roku 1992 objavili Aleksander Wolszczan a Dale Frail touto metódou planéty pri pulzare PSR 1257+12. Takto boli objavené vôbec prvé extrasolárne planéty. 

Pôvodne nebola táto metóda vymyslená na objavovanie planét, no je tak citlivá, že nám umožňuje objaviť planétu s hmotnosťou 10% hmotnosti Zeme.