В лова за извън слънчеви планети астрономите и ентусиастите могат да се простят, че са малко оптимистични. В хода на откриването на хиляди скални планети, газови гиганти и други небесни тела, твърде ли е да се надяваме, че някой ден може да намерим истински аналог на Земята? Не просто „подобна на Земята“ планета (която предполага скалисто тяло със съпоставими размери), а реално Земята 2.0?
Това определено е една от целите на екзопланетните ловци, които търсят в близост звездни системи за планети, които са не само скалисти, но и орбитират в обитаемата зона на звездата си, показват признаци на атмосфера и имат вода на повърхностите си. Но според ново изследване на Алексей Г. Буткевич - астрофизик от обсерваторията Пулково в Санкт Петербург, Русия - нашите опити да открием Земята 2.0 биха могли да бъдат възпрепятствани от самата Земя!
Изследването на Буткевич, озаглавено „Астрометрична откриваемост на екзопланети и орбитално движение на Земята“, беше наскоро публикувано в Месечни известия на Кралското астрономическо дружество, Заради своето проучване д-р Буткевич разгледа как промените в собственото орбитално положение на Земята могат да затруднят провеждането на измервания на движението на звездата около барицентъра на нейната система.
Този метод за откриване на екзопланети, при който движението на звезда около центъра на масата на звездната система (барицентър), е известно като метод на астрометика. По същество астрономите се опитват да определят дали наличието на гравитационни полета около звезда (т.е. планети) причинява звездата да се колебае напред и назад. Това със сигурност е вярно за Слънчевата система, където нашето Слънце се изтегля напред и назад около общ център чрез дърпането на всичките му планети.
В миналото тази техника се е използвала за идентифициране на двоични звезди с висока степен на точност. През последните десетилетия се счита за жизнеспособен метод за лов на екзопланети. Това не е лесна задача, тъй като колебанията са доста трудни за откриване на съответните разстояния. И доскоро нивото на точност, необходимо за откриване на тези смени, беше в самия край на чувствителността на инструмента.
Това бързо се променя, благодарение на подобрените инструменти, които позволяват точност до микросекундата. Добър пример за това е космическият апарат Gaia на ESA, който беше разгърнат през 2013 г., за да регистрира и измерва относителните движения на милиарди звезди в нашата галактика. Като се има предвид, че той може да провежда измервания на 10 микроарксекунди, се смята, че тази мисия би могла да проведе астрометрични измервания с цел намиране на екзопланети.
Но както обясни Буткевич, има и други проблеми, когато става въпрос за този метод. "Стандартният астрометричен модел се основава на предположението, че звездите се движат равномерно спрямо барицентъра на Слънчевата система", посочва той. Но докато той продължава да обяснява, при изследване на влиянието на орбиталното движение на Земята върху астрометричното откриване, съществува корелация между орбитата на Земята и положението на звезда спрямо нейния системен барицентър.
Казано по друг начин, д-р Буткевич проучи дали движението на нашата планета около Слънцето и движението на Слънцето около центъра му на маса може да има отменителен ефект върху измерванията на паралакса на други звезди. Това ефективно би направило всички измервания на движението на звездата, предназначени да видят дали има планети, обикалящи около нея. Или както д-р Буткевич заяви в своето проучване:
„От прости геометрични съображения става ясно, че при такива системи орбиталното движение на приемащата звезда при определени условия може да бъде наблюдателно близко до паралактическия ефект или дори да е неразличимо от него. Това означава, че орбиталното движение може да бъде частично или изцяло погълнато от паралелните параметри. "
Това би било особено вярно за системи, в които орбиталният период на планетата е една година и които са имали орбита, която я е поставила близо до еклиптиката на Слънцето - т.е. като орбита на Земята! Така че по принцип астрономите не биха могли да открият Земята 2.0 с помощта на астрометрични измервания, тъй като собствената орбита на Земята и колебанието на Слънцето биха направили откриването близо до невъзможно.
Както д-р Буткевич заявява в заключенията си:
„Представяме анализ на влиянието на земното орбитално движение върху астрометричната откриваемост на екзопланетните системи. Демонстрирахме, че ако периодът на планетата е близък до една година и нейната орбитална равнина е почти успоредна на еклиптиката, орбиталното движение на гостоприемника може да бъде изцяло или частично погълнато от параметъра паралакс. Ако се случи пълно усвояване, планетата е астрометрично неоткриваема. "
За щастие, ловците на екзопланети имат безброй други методи, които също се избират, включително директни и косвени измервания. А що се отнася до забелязването на планети около съседни звезди, две от най-ефективните включват измерване на доплерови измествания в звезди (известен още като метод на радиална скорост) и потапяне в яркостта на звездата (известен още като методът на транзит).
Независимо от това, тези методи страдат от собствения си дял на недостатъци и познаването на техните ограничения е първата стъпка за тяхното прецизиране. В това отношение изследването на д-р Буткевич има ехо от хелиоцентризъм и относителност, където ни напомня, че нашата собствена референтна точка не е фиксирана в пространството и може да повлияе на нашите наблюдения.
Очаква се и ловът на екзопланети да се възползва значително от разполагането на инструменти от следващо поколение като космическия телескоп James Webb, транзитиращия сателитен изследователски екзопланет (TESS) и други.
