Objevování gravitačních vln zásadně proměnilo pohled na vesmír, ale zatím máme odhaleny pouze ty nejsilnější signály z černých děr a neutronových hvězd. Vývoj LISA (Laserová interferometrická kosmická anténa), který míří ke startu ve 30. letech tohoto století, slibuje naprosto nový pohled – možná už brzy zachytíme i slabou „ozvěnu“ planet u vzdálených hvězd. A to je něco, co by mohlo všem změnit dosavadní chápání vesmíru. Chcete vědět, jak blízko jsme prvnímu poslechu tichého vesmírného tance exoplanet?
Jak LISA funguje a proč to není jen sci-fi
Projekt LISA se skládá ze tří kosmických sond, které tvoří obrovský rovnostranný trojúhelník o stranách 2,5 milionu km. Tento interferometr dokáže změřit nepatrné kolísání vzdáleností mezi sondami, a to ve frekvenčním pásmu 0,1 mHz–1 Hz. Právě tyto frekvence jsou pro pozemské přístroje velmi obtížně zjistitelné – kosmické „ucho“ LISA je tak mimořádně citlivé právě na vesmírný šepot z exotických zdrojů.
Jaké signály exoplanety ve vesmíru vysílají?
Předpokládané zdroje pro detekci mají několik podob. Například supermasivní horkí Jupiteři – tedy masivní plynné obry soustředěné na těsných drahách – dokážou svou oběžnou pohybovou aktivitou generovat opakované gravitační „vlnění“ a vytvářet slabý, ale rozpoznatelný orbitalní šum. Dále je to řetězec planet ve vzájemném rezonanci, kde gravitace planet vytváří složité spektrum frekvencí. Nakonec lidé očekávají unikátní frekvenční otisky i u dvojhvězd s planetami.
Různorodé systémy exoplanet a jejich projevy
- Horkí Jupiteři – periodické vlnění, spojené s hmotností a vzdáleností od hvězdy
- Vícečetné planetární systémy – spektrum vln od rezonantně se pohybujících planet
- Dvojhvězdné systémy s planetami – kombinace signálu ze dvou hvězd a jejich planet
Kdy LISA zachytí exoplanetární vlny?
Modely ukazují, že pro superhorké Jupitery do vzdálenosti až 50 světelných let bude zapotřebí zhruba 5–7 let nepřetržitého měření po zahájení provozu sond. Start mise je plánován na 2034 a první výsledky se dají očekávat okolo roku 2040. Předběžné stopy těchto signálů možná uvidíme už mezi roky 2037 a 2038.
Přehled očekávaných časů a vzdáleností pro detekci
| Typ signálu | Vzdálenost (svět. roky) | Předpokládaný rok detekce |
|---|---|---|
| Horkí Jupiteři | do 50 | 2037–2040 |
| Vícečetné systémy | do 30 | 2040+ |
| Dvojhvězdné planety | do 20 | po 2040 |
„LISA se může stát prvním nástrojem, který opravdu uslyší exoplanety díky jejich gravitačním vlnám.”
Proč je zachycení tohoto šepotu zásadní?
Gravitační vlny od exoplanet umožní najít světy, které jsou našim současným dalekohledům zcela skryté – třeba superzemě kolem slabých či zahalených hvězd. Analýza vlnového spektra zpřesní odhady hmotnosti, dráhy i gravitačních interakcí mezi planetami. Navíc lze porovnávat teorie o vzniku planet a jejich vývoji – právě u konfiguračně složitých rezonančních systémů se může ukázat mnoho dosud netušeného.
Nebývalý posun ve výzkumu exoplanet
- Objevy planet mimo možnosti optických observatoří
- Získání dat o dynamice pohybu a interakcích planet
- Testování teoretických scénářů pro vznik a evoluci nových světů
Rád bych se na chvilku zastavil a podělil o svou úvahu: sledovat, jak se hranice poznání neustále posouvají právě díky novým technologiím, je pro mě fascinující. Když si představím, že už během několika let budeme moct naslouchat planetárním systémům „v rytmu gravitace“, připadá mi to jako skutečný průlom v astrofyzice.
Co nás čeká po prvních úspěších LISA?
LISA může otevřít cestu daleko pod povrch klasických astro-objevů. Posuneme se od statického „pozorování“ ke skutečně dynamickému zkoumání planetárních systémů a vývoji vesmíru za hranicemi naší sluneční soustavy. Tyto gravitační vlny od exoplanet se tak mohou stát prostředkem k pochopení nejkomplexnějších procesů našeho vesmíru.
Komentáře