Nova metoda otkriva planete skrivene tik uz zvijezde

Potraga za egzoplanetima godinama se uglavnom vodila oko obližnjih i sjajnih zvijezda, osobito onih sličnih Suncu i crvenih patuljaka, jer su upravo ondje šanse za otkriće bile najveće. Takav pristup donio je tisuće novih svjetova. No sada se pokazuje da bi jedan drukčiji trag mogao puno brže voditi do planeta koji kruže vrlo blizu svojih zvijezda, a prvi rezultati sugeriraju da takvi svjetovi možda uopće nisu rijetkost.

Dosadašnje metode uvelike su se oslanjale na promjene u svjetlosti zvijezde ili na sitne pomake u njezinu gibanju. Zato su najlakše otkrivani masivni planeti u tijesnim orbitama, jer ostavljaju najsnažniji signal u podacima koje astronomi mogu izmjeriti sa Zemlje. Upravo takvi svjetovi, međutim, nalaze se u vrlo surovim uvjetima.

Naime, blizina zvijezdi znači i snažno zračenje koje s vremenom može početi nagrizati planet. Dio plina i prašine tada napušta njegovu površinu i atmosferu, a taj se raspršeni materijal na kraju širi oko same zvijezde. Nije ga dovoljno da bi zvijezdu ozbiljno zaklonio, ali jest dovoljno da promijeni dio svjetlosti koji iz nje dolazi.

Trag u oslabljenoj aktivnosti

Tu dolazi ključna ideja novog istraživanja. Plin i prašina koji potječu s planeta mogu apsorbirati određene emisijske linije, pa zvijezda na opažanjima izgleda magnetski mirnije nego što bi trebala biti. Drugim riječima, neuobičajeno niska magnetska aktivnost može biti znak da zvijezda zapravo skuplja materijal s obližnjeg planeta koji polako isparava.

Istraživači su upravo taj trag odlučili pretvoriti u alat za ciljanu potragu. Umjesto da nasumično pregledavaju velik broj zvijezda, najprije su izdvojili one s naizgled anomalno slabom magnetskom aktivnošću, a zatim su na njima primijenili standardne metode traženja planeta. U središtu je bila metoda radijalne brzine, kojom se mjeri sitno njihanje zvijezde pod gravitacijskim utjecajem planeta. U radu objavljenom u časopisu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society autori ističu da bi takav pristup mogao biti učinkovit prečac do rijetkih i posebno zanimljivih egzoplaneta oko sjajnih, obližnjih zvijezda.

Projekt su nazvali “Dispersed Matter Planet Project,” odnosno DMPP. U prvoj fazi obuhvatili su 24 zvijezde, a svaka je imala više od deset mjerenja radijalne brzine. Za opažanja su koristili spektrografe HARPS i ESPRESSO, a rezultate su zatim usporedili s drugim velikim istraživanjima temeljenima na radijalnoj brzini, pritom korigirajući razlike u pretpostavkama o orbitama.

Sedam novih svjetova

Takav pristup donio je sedam novih planeta u pet različitih zvjezdanih sustava. Osim toga, tim je za nekoliko već poznatih sustava uspio preciznije odrediti orbitalne parametre, uključujući orbitalna razdoblja i mase planeta. Svi novootkriveni planeti bili su znatno veći od Zemlje, a svi su svoje zvijezde obilazili za 63 dana ili manje. Njih šest imalo je orbitalna razdoblja kraća od 37 dana, što ih smješta vrlo blizu matičnih zvijezda.

Prema izračunu tima, DMPP se pokazao osjetno uspješnijim od drugih istraživanja te vrste. Gleda li se samo broj opažanja potreban za jedno otkriće planeta, njihova je metoda bila oko 40 posto učinkovitija. Autori pritom napominju da ta procjena vrijedi uz pretpostavku standardnog vremena integracije za svako pojedino opažanje u uspoređivanim istraživanjima.

Još su zanimljivije procjene učestalosti. Za planete s orbitalnim razdobljima kraćima od 50 dana i masama između tri i deset Zemljinih masa učestalost je iznosila 83 posto. U rasponu od 10 do 30 Zemljinih masa pala je na 27 posto, dok je za planete mase od 30 do 100 Zemljinih masa iznosila 13,9 posto. Ti rezultati upućuju na to da bi naša galaksija mogla biti prepuna planeta koji postupno isparavaju, osobito oko određenih tipova zvijezda.

Ipak, ovo je vjerojatno tek početak. Preciznije fotometrijske tehnike, uključujući one koje se očekuju od budućih misija, mogle bi zabilježiti i prolaze tih planeta preko diska zvijezde. To bi astronomima dalo još jače potvrde i potpuniju sliku o tim svjetovima. Zbog toga tim planira nastaviti praćenje i sustavnija opažanja u bliskoj budućnosti, uvjeren da je ovom metodom otvoren brži put prema jednoj velikoj, dosad podcijenjenoj populaciji egzoplaneta.