Астроном који је измjeрио дан на вансоларној планети

Да ли бисте могали за читаоце нашег сајта да опишеш укратко ваше откриће?

Ради се о првом мјерењу брзине ротације неке вансоларне планете до сада - прије шест година мисија Кеплер је детектовала ту планету око звијезде Бета-Пикторис која је удаљена око 60 свјетлосних година од нас. Коришћењем нове и први пут примјењене процедуре данас знамо да се Бета-Пикторис б, планета која орбитира око те звијезде, обрће брзином од 100 000 km/hх на свом екватору. То нам је дало информацију да израчунамо да један дан на тој планети траје 8 часова, а брзина ротације је много већа од оне коју има било која планета нашег Сунчевог система. Примjера ради, Јупитер ротира брзином од 47000 km/h што је више од два пута спорије.

Љубитеље науке много занимају методе које користите служећи се великим и техничлки моћним телескопима. Шта је то иновативно у вашем раду што је и довело до овог великог резултата?

Ми смо за мјерења користили телескоп VLT који се налази у пустињској области у Чилеу, на висини од преко 2500м. Он је састављен од четири велика огледала дијаметра осам метара. Погодност тако постављеног инструмента је што се он налази у врло сувој области на великој надморској висини, а као додатак на првом од телескопа смјештен је криогени инфрацрвени спектрограф високе резолуције (CRIRES). Инфрацрвени дио спектра је неопходан да би се вршила спектроскопска мјерења, тј. да бисмо могли да пратимо промјене у температури атмосфере планете на основу промјена њене орбиталне брзине. Такав приступ је раније већ био једном примјењен на изучавање Јупитера, и ми смо размишљали да ли бисмо могли такав метод да употребимо и на много даље објекте. Након разговора са професорима Снеленом и Брандлом, који су идејни творци истраживања и екперти за инфрацрвене телескопе, закључили смо да је то оствариво.

Међутим, реализација рјешења морала је да прође кроз неколико фаза. Прво је требало детектовати некиоргански молекул у атмосфери планете. Разлог - ако желите да мјерите колико се неко тијело брзо окреће, морате да нађете још нешто што би послужио као мјерни уређај. Ако се питате зашто мора толико да се компликује, одговор лежи у чињеници да смо ми по први пут директно снимали толико далеку планету, а један мали пиксел који добијете као резултат снимка на монитору вашег компјутера не разликује да ли сте снимили ротацију "ближе" или "даље" стране планете. У физици таласа која се учи у средњошколским уџбеницима то се зове Доплеров ефекат. Један дио свјетлости који се сними више је помјерен ка мањим енергијама (тзв. црвени помак), док се други дио свјетлости чини бржим јер иде ка нама, и он је помјерен ка већим енергијама у спектру. То је тзв. плави помак. Друга фаза била је да се сними како изгледа спектар тог органског молекула. Спектар означава ништа друго до зрачење тијела распоређено по фреквенцијама. Ми смо нашли угљен-моноксид у атмосфери, и анализом примјетили да је снимљена линија шира од стандардне. Простим језиком речено, из ширине тако снимљене линије научници могу да закључе колико брзо планета ротира.

Оно што знамо из основа астрономије јесте да су сви планетарни системи рођени након колапса међузвезданих облака. Такви облаци су могли да буду веома велики у неком стадијуму живота се окрећу великом брзином. Део те брзине преноси се на тек рођену планету. Међутим, детаљи између ових етапа су потпуно нејасни. Да ли ће ваше откриће променити нешто у том смислу?

За сада имамо мали проблем са теоријским моделима. Наиме, у Сунчевом систему имамо врло јасан однос између брзине ротације и масе планете, то је директна математичка зависност, иако порекло таквог односа још увек не знамо. Са друге стране, колика је тачно маса планете коју смо ми посматрали, још увек не можемо довољно прецизно да кажемо. Примјера ради, ми смо нашом методом установили да би маса Бета-Пикториса требало да буде између 11 и 15 маса Јупитера, али је проблем што се испоставља да за ове вансоларне планете важи нека много компликованија зависност масе и брзине, него што је то случај у Сунчевом систему. Други проблем је и што тренутном технологијом ми не можемо да мјеримо директно тачан радијус планете, већ користимо индиректне методе.

Колика је старост планете и какав ће бити њен еволутивни ток?

Старост планете Бета-Пикторис б је око 20 милиона година. Она је, дакле, врло млада планета и у наредних неколико стотина милиона година температура планете ће се смањивати, док ће се и њена величина смањити на приближну величину Јупитера. Оно што је можда занимљиво споменути је да очекујемо још веће убрзање код њене ротације и самим тим максимално кратко трајање дана од око свега три часа.

Матео, пре неколико дана добили сте престижну Хаблову) стипендију да своје истраживање наставишн коришћењем телескопа на Хавајима. Шта ће се разликовати у истраживачком концепту екстрасоларних планета и саме Бета-Пикторис, и које резултате можемо да очекујемо у будућности?

Најважније је рећи да се овај инструмент који смо користили на VLT-у више неће користити, али ћемо зато имати прилику да користимо сличан инструмент на KECK телескопима (Хаваји). Разлика је само у томе што инструмент на KECK-у покрива нешто већи опсег фреквенција, па ћемо самим тим моћи да раздвојимо детекцију више различитих молекула на далеким планетама. Надам се и да ће теоријска физика дати свој допринос како бисмо коначно схватили бар једну етапу у развоју младих планетарних система. Све је ово врло узбудљива област, јер је врло млада, а нове технике се буквално измишљају у "ходу". Желио бих и да се захвалим на крају што сам имао прилику да подјелим своје импресије за љубитеље науке у Србији, јер је и нама истраживачима то један од примарних циљева - приближити значај открића широј јавности.

Пратите нас на нашој Фејсбук и Инстаграм страници и Твитер налогу.