Lov na cizí měsíce: Obří teleskop by mohl odhalit nové obyvatelné světy
Exoměsíce, možná nejperspektivnější místa z hlediska hledání mimozemského života, nám dosud unikají. Astronomové nyní navrhují odvážné řešení: kilometrový interferometr, který by je mohl konečně odhalit.
Astronomové už desítky let objevují planety u cizích hvězd, ale jeden typ objektu jim stále uniká: exoměsíce, tedy měsíce obíhající planety mimo naši Sluneční soustavu. Přitom právě ony mohou být jedním z nejzajímavějších míst pro hledání mimozemského života. Nová a doposud nerecenzovaná studie vědců z Evropské jižní observatoře ukazuje, že problém může být v nedostatečně citlivých nástrojích.
Podle práce vedené astronomem Thomasem Winterhalderem by bylo možné exoměsíce detekovat pomocí zcela nového typu observatoře: kilometrového interferometru. Takový systém by dokázal zaznamenat měsíce velké zhruba jako Země až do vzdálenosti 200 parseků, tedy přibližně 650 světelných let. Ačkoli se „měsíc velikosti Země“ může zdát přehnaně velký, u obřích plynných planet by takové satelity mohly být poměrně běžné.
Tradiční způsoby selhávají
Proč jsme je tedy dosud nenašli? Hlavním viníkem je současná metoda hledání. Při hledání vzdálených světů astronomové spoléhají na tranzitní metodu, při níž sledují, zda objekt přechází před svou mateřskou hvězdou a způsobí nepatrný pokles její jasnosti.
U planet tato metoda funguje výborně, u měsíců je ale problém. Vyžaduje totiž téměř dokonalé prostorové srovnání Země, hvězdy, planety i samotného měsíce. Navíc je tranzitní metoda nejcitlivější u objektů blízko hvězdy – jenže právě tam mají planety problém své měsíce dlouhodobě udržet.
Důvodem je tzv. Hillova sféra, oblast, ve které může planeta gravitačně vázat své satelity. Čím blíže je planeta ke hvězdě, tím menší tato sféra je. Planety, které obíhají daleko od hvězdy, mají mnohem větší šanci hostit stabilní měsíční systémy – jenže právě ty se tranzitní metodou hledají nejhůře.
Autoři studie proto navrhují využít jiný přístup: astrometrii. Ta spočívá v měření nepatrného „kolébání“ objektu vlivem gravitace jeho průvodce. Zatímco u exoplanet se sleduje pohyb hvězdy, u exoměsíců by astronomové pozorovali přímo planetu a hledali jemné odchylky v její poloze způsobené obíhajícím měsícem.
Obří interferometr
Astrometrie je ideální právě pro planety vzdálené od hvězdy, tedy ty s velkou Hillovou sférou. Problémem je ale opět technika. Současný špičkový přístroj VLTI v Chile dokáže rozlišit pohyby o velikosti zhruba 50 mikroúhlových vteřin. Aby však bylo možné zachytit dostatečný počet měsíců velikosti Země do vzdálenosti 200 parseků, bylo by potřeba rozlišení alespoň jedné mikroúhlové vteřiny – tedy padesátkrát lepší.
Takového výkonu lze dosáhnout pouze výrazným prodloužením základny interferometru, tedy vzdálenosti mezi jednotlivými zrcadly. Zatímco VLTI pracuje s rozestupy okolo 200 metrů, nový systém by potřeboval základnu dlouhou několik kilometrů.
Interferometrie funguje na jednoduchém principu: čím větší vzdálenost mezi zrcadly, tím jemnější detaily lze rozlišit. Podobný princip mimochodem stojí i za detekcí gravitačních vln pomocí observatoří LIGO.
Navrhovaný interferometr by mohl skvěle spolupracovat s připravovaným Extrémně velkým dalekohledem (ELT), který bude mít primární zrcadlo o průměru 39 metrů. ELT by dokázal pořizovat přímé snímky velmi slabých exoplanet a nový interferometr by pak sledoval jejich jemné pohyby, jež by mohly prozradit přítomnost měsíce.
Hledá se obyvatelný měsíc
Velkou výhodou tohoto přístupu je, že by upřednostňoval hledání potenciálně obyvatelných exoměsíců. Obyvatelná zóna měsíců totiž nemusí záviset na vzdálenosti od hvězdy, ale na přílivovém ohřevu. Příkladem jsou měsíce Europa a Enceladus, jejichž podpovrchové oceány nezahřívá Slunce, ale gravitační působení jejich „mateřských“ obřích planet. Podobné světy by mohly existovat i jinde v Galaxii – a dokonce ve větším balení, tedy jako masivnější, snáze detekovatelné verze těchto měsíců.
Najít skutečný ekvivalent Europy nebo Enceladu je zatím mimo naše možnosti, protože tyto měsíce jsou pravděpodobně menší než detekční limit i navrhovaného přístroje. Pokud by se ale podařilo postavit kilometrový interferometr, mohl by objevit jejich větší příbuzné – a možná i první skutečně obyvatelný svět mimo Sluneční soustavu.
Postavit takový teleskop by ale nebylo nic jednoduchého. Jeho cena by se podle odhadů pohybovala v řádu několika miliard dolarů, tedy podobně jako samotný ELT. Po dokončení ELT kolem roku 2028 by ale se tento ambiciózní projekt mohl stát logickým dalším krokem. Pokud se astronomům podaří získat politickou i finanční podporu, mohly by se exoměsíce konečně dostat z okraje zájmu do hlavního proudu astrobiologického výzkumu.
