Medības par ārpussaules planētām astronomiem un entuziastiem var piedot par to, ka viņi ir mazliet optimistiski. Vai, atklājot tūkstošiem akmeņainu planētu, gāzes gigantu un citu debess ķermeņu, ir par daudz cerēt, ka kādu dienu mēs varbūt atradīsim īstu Zemes analogu? Ne tikai “Zemei līdzīga” planēta (kas norāda uz līdzīga lieluma akmeņainu ķermeni), bet arī uz faktisko Zemi 2.0?
Tas noteikti ir bijis viens no eksoplanētu mednieku mērķiem, kuri tuvumā esošajās zvaigžņu sistēmās meklē planētas, kas ir ne tikai akmeņainas, bet orbītas savas zvaigznes apdzīvojamā zonā, uzrāda atmosfēras pazīmes un uz to virsmas ir ūdens. Bet saskaņā ar jaunu Alekseja G. Butkeviča pētījumu - astrofiziķis no Pulkovo observatorijas Sanktpēterburgā, Krievijā - mūsu mēģinājumus atklāt Zemi 2.0 varētu kavēt pati Zeme!
Butkeviča pētījums ar nosaukumu “Astrometriskā eksoplaneta detektējamība un zemes orbītas kustība” nesen tika publicēts Karaliskās astronomiskās biedrības ikmēneša paziņojumi. Pētījuma nolūkos Dr. Butkevičs pārbaudīja, kā izmaiņas pašas Zemes orbitālajā stāvoklī varētu apgrūtināt zvaigznes kustības mērījumus ap tās sistēmas barycenteru.
Šī eksoplanētas noteikšanas metode, kur zvaigznes kustība ap zvaigznes sistēmas masas centru (barycenter) ir pazīstama kā Astrometic Method. Būtībā astronomi mēģina noteikt, vai gravitācijas lauku klātbūtne ap zvaigzni (t.i., planētām) liek zvaigznei viļņoties uz priekšu un atpakaļ. Tas noteikti attiecas uz Saules sistēmu, kur mūsu Saule tiek virzīta uz priekšu un atpakaļ ap kopējo centru, ievelkot visas tās planētas.
Agrāk šī tehnika tika izmantota bināru zvaigžņu identificēšanai ar augstu precizitātes pakāpi. Pēdējās desmitgadēs to uzskata par dzīvotspējīgu eksoplanētu medību metodi. Tas nav viegls uzdevums, jo mainīgos attālumos ir diezgan grūti atklāt viļņus. Un vēl nesen šo nobīžu noteikšanai nepieciešamais precizitātes līmenis bija instrumenta jutības pašā malā.
Tas strauji mainās, pateicoties uzlabotajiem instrumentiem, kas ļauj noteikt precizitāti līdz mikroarčekondam. Labs piemērs tam ir EKA kosmiskais kuģis Gaia, kas tika izvietots 2013. gadā, lai kataloģizētu un izmērītu miljardu zvaigžņu relatīvās kustības mūsu galaktikā. Ņemot vērā, ka tā var veikt mērījumus 10 mikrosekundēs, tiek uzskatīts, ka šī misija varētu veikt astrometriskos mērījumus eksoplanētu atrašanas labā.
Bet kā skaidroja Butkevičs, runājot par šo metodi, ir arī citas problēmas. "Standarta astrometriskais modelis ir balstīts uz pieņēmumu, ka zvaigznes pārvietojas vienmērīgi attiecībā pret Saules sistēmas bariancentru," viņš norāda. Bet, kad viņš turpina izskaidrot, pārbaudot Zemes orbītas kustības ietekmi uz astrometrisko atklāšanu, pastāv korelācija starp Zemes orbītu un zvaigznes stāvokli attiecībā pret tās sistēmas barycenteru.
Citiem vārdiem sakot, Dr. Butkevičs pārbaudīja, vai mūsu planētas kustībai ap Sauli un Saules kustībai ap tās masas centru varētu būt atceļoša ietekme uz citu zvaigžņu parallakses mērījumiem. Tas efektīvi padarītu jebkurus zvaigznes kustības mērījumus, kas paredzēti, lai redzētu, vai ir kādas planētas, kas riņķo ap to, faktiski bezjēdzīgi. Vai kā Dr. Butkevičs norādīja savā pētījumā:
“No vienkāršiem ģeometriskiem apsvērumiem izriet, ka šādās sistēmās zvaigznes zvaigznes orbītā kustība noteiktos apstākļos var būt novērojama tuvu paralaktiskajam efektam vai pat neatšķirties no tā. Tas nozīmē, ka parallakses parametri daļēji vai pilnībā var absorbēt orbītas kustību. ”
Tas jo īpaši attiektos uz sistēmām, kurās planētas orbitālais periods bija viens gads un kurām bija orbīta, kas to novietoja tuvu Saules ekliptikai - t.i., piemēram, kā pašas Zemes orbīta! Tātad būtībā astronomi nevarētu atklāt Zemi 2.0, izmantojot astrometriskos mērījumus, jo pašas Zemes orbīta un pašas Saules viļņošanās padarītu atklāšanu gandrīz neiespējamu.
Kā savos secinājumos norāda Dr. Butkevičs:
“Mēs piedāvājam Zemes orbītas kustības ietekmes uz eksoplanetāro sistēmu astrometriskās noteikšanas spēju analīzi. Mēs parādījām, ka, ja planētas periods ir tuvu vienam gadam un tās orbitāla plakne ir gandrīz paralēla ekliptikai, paralaksa parametrs var pilnībā vai daļēji absorbēt saimnieka orbitālo kustību. Ja notiek pilnīga absorbcija, planēta ir astrometriski nenosakāma. ”
Par laimi, eksoplanētu medniekiem ir daudz citu izvēlētu metožu, ieskaitot tiešus un netiešus mērījumus. Un, kad runa ir par planētu apzināšanu ap kaimiņu zvaigznēm, divi no visefektīvākajiem ir Doplera nobīdes mērīšana zvaigznēs (pazīstama arī kā radiālā ātruma metode) un tuvināšanās zvaigznei spilgtumā (pazīstama arī kā tranzīta metode).
Neskatoties uz to, šīm metodēm ir savi trūkumi, un pirmais to uzlabošanas solis ir zināšana par to ierobežojumiem. Šajā sakarā Dr. Butkeviča pētījumā ir heliocentrisma un relativitātes atbalsis, kur mums tiek atgādināts, ka mūsu pašu atskaites punkts nav fiksēts telpā, un tas var ietekmēt mūsu novērojumus.
Sagaidāms, ka eksoplanētu medības arī iegūs no nākamās paaudzes instrumentu, piemēram, Džeimsa Veba kosmiskā teleskopa, Tranzīta eksoplanētu apsekošanas satelīta (TESS) un citiem, izvietošanas.
