Ako odvážiť hviezdu pomocou mesiaca

, Autor:
Ako dokážu astronómovia odvážiť hviezdu, ktorá je vzdialená milióny kilometrov a jej hmotnosť sa nachádza mimo bežný rozsah nášho sveta? Vo väčšine prípadov to nedokážu, získajú len najlepší odhad pomocou počítačových modelov hviezdnej štruktúry. Práca astrofyzika Davida Kippinga z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics tvrdí, že v niektorých prípadoch môžeme hviezdu priamo odvážiť. Ak má hviezda planétu a planéta má mesiac a obe obiehajú okolo hviezdy pred ňou, potom môžeme zmerať ich veľkosť a obežnú dráhu. To nám pomôže zistiť viac aj o hviezde.

„Vždy som sa pýtal, ako astronómovia vážia hviezdy. Len sme k existujúcim možnostiam pridali ďalšiu techniku,“ povedal Kipping.

Astronómovia objavili viac ako 90 planét, ktoré prechádzajú z nášho pohľadu pred svojou hviezdou. Meraním množstva svetla, ktoré zadržia, dokážu vedci vypočítať relatívnu veľkosť planéty vzhľadom k hviezde. Ak však nepoznajú veľkosť hviezdy, nedokážu určiť ani veľkosť planéty. Počítačové modely vedia poskytnúť pomerne dobrý odhad, ale vo vede sa počíta len to, čo je presné.

Kipping si uvedomil, že ak má obiehajúca planéta mesiac dosť veľký na to, aby sme ho mohli pozorovať, potom dokážeme systém planéta-mesiac-hviezda merať spôsobom, ktorý nám umožní presne určiť veľkosť všetkých troch telies.

„V jednoduchosti, meriame obežné dráhy planéty okolo hviezdy a mesiaca okolo planéty. Potom je na základe Keplerových zákonov pohybu možné vypočítať hmotnosť hviezdy,“ povedal Kipping.

Proces nie je jednoduchý a skladá sa z viacerých krokov. Zistením ako sa svetlo hviezdy mení pri prechode planéty či mesiaca získajú astronómovia tri čísla: dobu obehu planéty a mesiaca; veľkosť ich obežných dráh vzhľadom k hviezde a relatívnu veľkosť planéty a jej mesiaca vzhľadom k hviezde.

Na základe tretieho Keplerovho zákona je z toho možné vypočítať hustotu hviezdy a planéty. Relatívne veľkosti a relatívne hustoty potom určia relatívne hmotnosti. Potom vedci určia radiálnu rýchlosť hviezdy. Skombinovaním rýchlosti a relatívnej hmotnosti sa dá vypočítať presná hmotnosť planéty.

„Ak by sme nevideli mesiac, bolo by to celé nanič,“ povedal Kipping. „Bez mesiaca neurčíme hustotu planéty, preto celé naše úvahy stroskotajú.“

Kipping nemohol v praxi svoju metódu overiť, pretože zatiaľ nepoznáme hviezdu, okolo ktorej by obiehala planéta s viditeľným mesiacov. Cieľom misie Kepler agentúry NASA je ale niekoľko takýchto systémov objaviť.

„Keď ich objavia, my ich dokážeme odvážiť,“ povedal Kipping.

originál článku