toljećima se o postojanju planeta izvan Sunčevog sustava moglo samo nagađati, jer nisu postojali neposredni dokazi o tome. Kompleksnost i tehnička zahtjevnost zadatka otkrivanja planeta oko udaljenih zvijezdi vrlo je velika i podsjeća na traženje mušice koja leti oko žarulje, udaljene par kilometara. Stoga je detekcija planeta izvan Sunčevog sustava postala tehnički dostupna tek tijekom zadnjeg desetljeća.
Prvi koji su otkrili planete izvan Sunčevog sustava bili su astronomi A. Wolszczan i D. Frail. Oni su 1991 god. detektirali tri planeta u blizini jedne neutronske zvijezde, pulsara. Pet godina kasnije, u listopadu 1995. god. Michel Mayor i Didier Queloz iz Švicarske otkrili su planet u blizini zvijezde, 51 Pegaz, slične našem Suncu. Samo tri mjeseca kasnije astronomi Geoff Marcy i Paul Butler otkrili su još dva planeta. Do sada je poznato oko dvadesetak zvijezda koje imaju planete. Unatoč tome pitanje postojanja planeta sličnih Zemlji nije riješeno. Razlučivanje sadašnjih instrumenata dopušta detektiranje planeta veličine Jupitera ili još većih, dok za planete malene kao Zemlja ne postoje dovoljno osjetljivi instrumenti. Novootkriveni planeti mogu se podijeliti u tri skupine: vrući jupiteri, ekscentrični planeti, planeti slični Jupiteru (Tablica 1).
|
Ekscentrični planeti se, za razliku od većine planeta koji imaju putanje vrlo bliske kružnici, kreću po visoko ekscentričnim putanjama. Prvi ekscentrični planet otkriven je još 1988. god. u blizini zvijezde HD114762, ali astronomi ga nisu klasificirali kao planet, jer mu je masa premašivala 9 Jupiterovih i odgovarala smeđem patuljku (neuspjela zvijezda). Marcy i Butler pronašli su 1996. god. ekscentrične planete manje mase u blizini zvijezda 70 Virginis i 16 Cygni B. Najzanimljiviji je zacijelo 16 Cygni B, kojemu masa iznosi 1.5 Jupiterovih masa i koji se kreće u trojnom sustava zvijezda 16 Cygni. Udaljenost tog planeta od zvijezde zbog velike ekscentričnosti varira čak od 0.6 A.J do 2.8 A.J. Nažalost nezamislivo je da na ekscentričnim planetima postoji neki život, zbog velikih razlika u temperaturi tijekom godišnjih doba.
Planeti slični Jupiteru uklapaju se po svojim svojstvima u teorije o nastanku i razvoju Sunčeva sustava te je na njima najveća mogućnost postojanja života. Prvi takav planet, mase 2.3 puta veće od Jupiterove, koji kruži oko zvijezde 47 Veliki Medvjed, otkrili su Marcy i Butler. Gregore Gatewood otkrio je dva planeta mase Jupitera oko zvijezde Lalande 21185 (crveni patuljak) koja je udaljena od nas samo 8.25 svjetlosnih godina. Na mjesecima planeta sličnih Jupiteru prilično je velika vjerojatnost postojanja života. Planeti koji kruže oko zvijezda 47 Veliki Medvjed i Lalande 21185 udaljeni su od zvijezde otprilike 2 A.J., t.j. nalaze se u zoni prikladnoj za život, jer je u toj zoni moguće postojanje tekuće vode. Dovoljna masa (veličina) mjeseca tih planeta, koja bi im omogućila zadržavanje atmosfere i vode gravitacijom, osigurala bi prostor za život. Slični mjeseci postoje i u Sunčevom sustavu oko Jupitera (Europa, Ganimed i Kalisto) i sadrže velike količine vode, ali nažalost samo u zamrznutom stanju zbog velike udaljenosti od Sunca (5 A.J.).
| Zvijezda | Spektralni tip zvijezde | Masa Planeta (Jupiter=1) | Srednja udaljenost od zvijezde (A.J.) | Period revolucije oko zvijezde | Ekscentricitet |
| Vrući jupiteri | |||||
| 51 Peagaz | G3 | *0.46 | 0.05 | 4.2 dana | 0.00 |
| Rho Raka | G8 | *0.84 | 0.11 | 14.7 dana | 0.05 |
| Tau Bootis | F6 | *3.87 | 0.05 | 3.3 dana | 0.02 |
| Upsilon Andromeda | F7 | *0.68 | 0.06 | 4.6 dana | 0.11 |
| HD 217107 | G7 | *1.3 | 0.07 | 7.1 dana | 0.14 |
| HD 187123 | / | *0.5 | 0.04 | 3.1 dana | 0 |
| HD 195019 | / | *3.4 | 0.14 | 18.3 dana | 0 |
| HD 13445 | K0 | *5 | 0.11 | 15.83 dana | 0 |
| Ekscentrični planeti | |||||
| HD 114762 | F9 | *9.0 | 0.34 | 84.0 dana | 0.35 |
| 70 Djevica | G5 | *6.5 | 0.43 | 116.6 dana | 0.38 |
| 16 Labud B | G2 | *1.5 | 1.72 | 2.2 godine | 0.67 |
| HD 210277 | G0 | *1.3 | 0.75 | 1.2 godine | 0.45 |
| HD 168443 | G5 | *5 | 0.3 | 58 dana ? | 0.54 |
| Planeti slični Jupiteru | |||||
| Jupiter | G2 | 1.0 | 5.2 | 11.9 god. | 0.05 |
| 47 Veliki Medvjed | G0 | *2.3 | 2.1 | 3 godine | 0.03 |
| Lalande 21185 | M2 | ~ 0.9 | ~ 2.2 | ~ 5.8 god. | 0 |
| Lalande 21185 | M2 | ~ 1.1 | ~ 11 | ~ 30 god. | 0 |
| Rho Sjeverna Kruna | G0 | *1.1 | 0.23 | 39.6 dana | - |
| Nepotvrđeni planeti | |||||
| Rho Raka | G8 | ~ 5 | ~ 5 | ~ 20 god. | ? |
| Lalande 21185 | M2 | ? | >11 | >30 god. | ? |
| CM Zmaja | M4.5 & M4.5 | ? | ? | ? | ? |
| Planeti oko Pulsara (masa planeta – Zemlja = 1) | |||||
| B1257+12 | Pulsar | *0.015 (Z) | 0.19 | 23 dana | 0.00 |
| B1257+12 | Pulsar | *3.4 (Z) | 0.36 | 66 dana | 0.02 |
| B1257+12 | Pulsar | *2.8 (Z) | 0.47 | 95 dana | 0.3 |
| B1620-26 | Pulsar | 5 – 15 (Jupiter) | ~ 20 | ~ 100 god. | ? |
Postoji više metoda detekcije planeta izvan Sunčevog sustava. Dijele se na indirektne (proučavanje zvijezde oko koje kruži planet) i direktne (detekcija slabog elektromagnetskog zračenja planeta).
|
Astrometrija se koristi kako bi se izmjerile male promjene u kutnom položaju željene zvijezde u odnosu na pozadinu sastavljenu od udaljenih zvijezda. Svaka zvijezda oko koje kruži neki planet se giba oko točke gdje se sile zvijezde i planeta poništavaju. Gibanje zvijezde je izraženije što je masa planeta veća. Astrometrija zahtijeva vrlo veliku rezoluciju teleskopa, kako bi se moglo detektirati maleno gibanje na velikoj udaljenosti. Astrometrija se još ne koristi za otkrivanje planeta, jer još nema teleskopa s dovoljno velikom rezolucijom. Odgovarajuća rezolucija bi se uskoro mogla postići metodom interferencije.
Direktno slikanje
Neposredno slikanje planeta poput Zemlje zahtijeva teleskope velikog kutnog razlučivanja i dobar kronograf koji može reducirati svjetlo sjajne zvijezde. Tehničke mogućnosti današnjih teleskopa još ne omogućavaju primjenu ove metode, obzirom da su zvijezde obično par milijardi puta sjajnije od planeta.
Fotometrija
Fotometrija se primjenjuje za mjerenje malih promjena u intenzitetu sjaja zvijezde uzrokovanih prelaskom tamnog planeta preko sjajnog diska zvijezde. Koristi se također i u rafiniranoj tehnici gravitacijskih mikroleća koja se temelji na činjenici da gravitacija savija svjetlosne zrake. Kad se dvije udaljene zvijezde nalaze na našoj liniji gledanja, nama bliža zvijezda savija zrake zvijezde u pozadini i ponaša se kao povećalo pojačavajući svjetlost s te zvijezde. Ako u blizini zvijezde koja savija svjetlost postoji još i planet, trebale bi se pojaviti male promjene u sjaju zvijezde u pozadini zbog gibanja planeta. Glavni problem fotometrijskih metoda detekcije planeta je Zemljina atmosfera koja zbog turbulencija također stvara male fluktuacije u sjaju zvijezde. Unatoč tome, jedino se njima mogu otkriti manji planeti, poput Zemlje.
|
Ovom metodom, koja se temelji na Dopplerovom efektu, otkriveno je najviše planeta. To je jedina metoda koja je realno dostupna uz današnje mogućnosti teleskopa i opreme. Spektri zvijezde se uspoređuju sa stacionarnim spektrima iz laboratorija pri čemu se može uočiti Dopplerov efekt, tj. pomak spektralnih linija prema crvenom ili plavom području spektra, koji je posljedica gibanja zvijezde. Ako se utvrdi periodično gibanje neke zvijezde prema nama i od nas, to znači da oko te zvijezde kruži planet. Primjerice prisutnost Jupitera uzrokuje periodično gibanje Sunca radijalnom brzinom od ±13 m/s, a prisutnost Zemlje gibanje Sunca brzinom koja iznosi samo ±0.09 m/s. Nedostatak ove metode je nedovoljno razlučivanje. Sunčeva aktivnost može prouzrokovati oscilacije u radijalnoj brzini do oko 0.1 m/s pa se planete poput Zemlje se ne mogu uočiti. Zbog toga su svi novootkriveni planeti vrlo velike mase. Osim toga, uz današnje mogućnosti instrumenata donja granica mjerenja radijalne brzine je nekoliko m/s (1992).
Detekcija života na udaljenim planetima
Niti jednom od spomenutih metoda ne može se ispitati da li na planetima postoji život. Njima se jedino može utvrditi masa, period, udaljenost od zvijezde i ekscenticitet gibanja nekog planeta. Jedini način da utvrdimo postojanje života na planetima izvan Sunčevog sustava je neposredna spektroskopija. Ni jedan teleskop na Zemlji nema razlučivanje dostatno za tu svrhu. Odgovarajući teleskop morao bi imati promjer zrcala od stotinjak metara, što je nemoguće načiniti. Potrebno razlučivanje moglo bi se postići povezivanjem dvaju manjih teleskopa na udaljenosti od stotinjak metara, no takav sustav ne bi imao dostatnu svjetlosnu moć. Jedna od golemih prepreka pri promatranju je i Zemljina atmosfera, pa bi budući teleskopi trebali biti smješteni negdje u orbiti oko Sunca. Svemirska agencija ESA priprema sustav od četiri teleskopa pod nazivom "Darwin", kojim bi se u atmosferi planeta izvan Sunčeva sustava mogli spektroskopski detektirati neki elementi i spojevi vezani za život (voda, ozon, ugljikov dioksid). Lansiranje Darwina se predviđa oko 2015. god. Sličan projekat po nazivom OASES (Outpost for Analysis and Spectroscopy of Eco-Systems) priprema i svemirska agencija NASA.
Čini se da će proteći još dosta vremena dok razvoj tehnologije instrumenata ne omogući dobivanje pouzdanih informacija u vezi s životom izvan Sunčeva sustava.
