Věda pro domácí kutily: skrývá se na tomto grafu Proxima c?

Dnešní neobvyklý obrázek týdne ukazuje nejnovější data z hledače exoplanet HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher, ESO), které byly pořízeny v rámci probíhající kampaně Red Dots. Tato kampaň se věnuje hledání terestrických planet okolo tří nejbližších rudých trpaslíků, kterými jsou Proxima Centauri, Barnardova hvězda a Ross 154. Kampaň začala letos a navázala na objev planety Proximy b v roce 2016 okolo hvězdy Proxima Centauri, hvězdy nejbližší Slunci. Red Dots je navržena jako otevřený vědecký experiment, což znamená, že veřejnost má přístup k datům a dokonce se může i účastnit. Vidíte tu někde  novou exoplanetu?

Když velice pečlivě sledujeme pohyb hvězdy v nějakém časovém období, grafy jako ty nahoře mohou odhalit přítomnost exoplanet. Stejně jako hvězda působí gravitační silou na planety okolo sebe a pohybuje jimi, tak i planety působí na hvězdu a pohybují s ní. Tedy spíše do ní jen tak jemně drncají a způsobují malinký, ale měřitelný, posun ve vlnové délce světla pocházejícího z hvězdy. Z existence předvídatelných opakujících se změn mohou astronomové usoudit na přítomnost planety. Graf vlevo nahoře ukazuje data z roku 2016, která potvrdila existenci Proximy b. Je vidět, jak planeta působí na svou mateřskou hvězdu, Proximu Centauri, a pohybuje s ní pryč od Země a zase zpátky. Zakřivená čára ukazuje měnící se signál, s pravidelnou změnou radiálních rychlostí (RV) o délce periody 11,2 dne.

Graf vpravo nahoře ukazuje nová měření se spektrografem HARPS během kampaně Red Dots. Nová data potvrzují přítomnost Proximy b (žlutá křivka), ale obsahují další vzory si typy signálů. Je to vidět v klesání data jak z roku 2016, tak 2017. Máme tedy ještě co objevovat? K odpovědi na tuto otázku - či aspoň k rozumným dohadům o původu signálů - potřebují astronomové kvantitativní matematické nástroje.

Jedním z těchto matematických nástrojů je periodogram, který hledá opakující se signály v datech. Tato opakování mohou znamenat přítomnost planety a na grafu se objeví jako významné vrcholy křivky. Graf dole ukazuje periodogram nových data. První vrcholek (bílý, okolo 11 dní) odpovídá Proximě b. Vzory signálů z horních grafů se jeví jako druhá sada period (červená) s periodou okolo 200 dní. Přítomnost vícenásobných vrcholků s podobnou výškou znamená, že signál není možné přesně umístit a jeho původ je nejasný.

Projekt Red Dots bude pokračovat do konce září letošního roku. Na stránkách projektu, na Facebooku a na Twitteru můžete sledovat, jak se vyvíjí.