Dowiedz się więcej!
Jednym z moich głównych projektów w astronomii amatorskiej jest obserwowanie tranzytów planet pozasłonecznych. Jest to metoda pośredniego wykrywania egzoplanet - planet krążących wokół gwiazd innych niż Słońce - polegająca na obserwowaniu ich przejścia na tle tarczy gwiazdy. Gdybyśmy byli w stanie zaobserwować zjawisko przez teleskop o niebywałej rozdzielczości, zobaczylibyśmy gwiazdę z czarnym krążkiem przesuwającym się na jej tle. To planeta pozasłoneczna, która częściowo przesłaniając gwiazdę powoduje, że rejestrujemy spadek docierającego do nas światła. Nie jesteśmy jednak w stanie bezpośrednio rozdzielić obrazu planety i gwiazdy, jednakże możemy wykryć ogólną zmianę blasku gwiazdy wiedząc już, kiedy do takiego tranzytu dojdzie.
Spadki jasności są bardzo niewielkie i zwykle wynoszą poniżej 1%, choć w niektórych układach mogą sięgać kilku procent. Większe zmiany jasności na skutek zakryć powodowane są przez układy dwóch gwiazd o zbliżonych rozmiarach - a tu już nie mówimy o planecie. Zmianę blasku o ~1%, powodująca tyle, co planeta wielkości Jowisza przesłaniająca Słońce (obserwując z oddali), porównajmy sobie obrazowo z żarówkami. Wyobraźmy sobie 100 żarówek świecących w oddali tak blisko siebie, że zlewają się w jeden punkt światła. Zgaszenie jednej z nich zmniejszy całkowity blask o około 1%. Z daleka oznacza to zmianę z 100 do 99 świecących żarówek. Czy ludzkie oko byłoby w stanie dostrzec tak niewielką różnicę? Być może dopiero, gdy mamy sami kontrolę nad jej włączaniem i wyłączaniem, obserwując natychmiastowy efekt. W przypadku planet pozasłonecznych, zadanie jest dużo trudniejsze, bo:
Samo zjawisko tranzytu trwa zwykle 2-4 godziny, a sam początek i koniec tranzytu (czyli wchodzenie i wychodzenie planety z tarczy) nie jest zjawiskiem nagłym, lecz ciągle postępującym przez wiele minut. To nie jak z wyłącznikiem żarówki, gdzie od razu jest widoczny efekt.
Migotanie gwiazd na niebie, spowodowane przez falowanie powietrza w atmosferze ziemskiej powoduje, że trudno jest okiem "uśrednić" natychmiastowe zmiany blasku. Tym bardziej, zapamiętać taką jasność z innym momentem, kiedy etap tranzytu zmieni się (np. porównanie przed i w trakcie).
Skoro całe zjawisko trwa tak długo, a musimy wykryć różnicę jasności przed/po tranzycie, należy dodatkowo obserwować gwiazdę przez pewien czas poza tranzytem do porównania blasku, tzw. baseline (a to kolejne godziny obserwacji) - czy rzeczywiście przez całą noc wszystko sprzętowo i pogodowo wyjdzie zgodnie z planem? Wystarczy jedna pomyłka (np. rozłączenie kamery) lub problem (nadejście chmur) i cała obserwacja może zakończyć się przedwcześnie.
Zanim zacząłem przygodę z tranzytami egzoplanet w 2016 roku, już dużo wcześniej interesowała mnie fotometria (czyli mierzenie jasności gwiazd na zdjęciach). Zmiany ich blasku mogą być wywołane przez wiele przyczyn, jednak tylko niektóre wydają się być wyjątkowe. Oczywiście nie umniejszając innych typów gwiazd, po prostu inne wydają się być bardziej ekskluzywne. Tranzyty planet pozasłonecznych wydają się wpisywać w to znakomicie. Inne planety poza naszym układem rozpalają wyobraźnię (obce miejsca, nieznane tereny, poszukiwanie życia) i choć te dostępne amatorskim sprzętem nijak przypominają planety z potencjałem do życia, to można poczuć, że są niemalże na wyciągnięcie ręki. I chyba to w tematyce egzoplanet jest najbardziej fascynujące.
Po pierwszym zaobserwowanym tranzycie planety pozasłonecznej zauważyłem, że tematyka na "najłatwiejszym dostępnym celu" jednak wcale się nie kończy. Ten temat można rozwinąć bardzo szeroko! Dopiero po pewnym czasie przyszła myśl, jak najmniejszy spadek blasku jesteśmy w stanie zarejestrować? Ile takich planet pozasłonecznych jest dostępnych do obserwacji? A może da się odkryć nowe? Okazuje się, że dokładność pomiarów da się stale poprawiać (do pewnej granicy), lecz wymaga doświadczenia i eksperymentowania. Jest ono na poziomie sprzętowym (podtrzymywanie wysokiej jakości uzyskiwanych zdjęć), programowym (umiejętność przeprowadzania fotometrii), ale także i wymaga szczęścia (pogoda, czas wolny). Trochę inny wymiar ma sytuacja, gdy zestaw obserwacyjny nie jest zautomatyzowany - wchodzi jeszcze poziom wytrwałości. Może nim być przestawienie sprzętu w zupełnie inne miejsce w terenie (by odsłonić sobie inny rejon nieba, w którym ma przebiegać tranzyt), a jeszcze miałby przebiegać w drugiej połowie nocy. To nie jest sytuacja typu „kliknij i zakończ”. Czasem oznacza to kolejne 15–30 minut pracy o czwartej nad ranem w środku tygodnia. Każdy myśli o optymalizacji czasu i ułatwieniu sobie życia - obserwator zawsze marzy o założeniu obserwatorium. To właściwa droga, gdybyśmy chcieli zaobserwować więcej tranzytów (a szczególnie tych trudniej dostępnych), znacząco skracając czas na przygotowanie sprzętu. Z drugiej strony, samodzielne rozkładanie i rozwiązywanie problemów, jest moim zdaniem esencją astronomii amatorskiej, która jest niedoceniana. Oczywiście, gdzie w tym nieudane próby obserwacyjne mają być widziane pozytywnie? W przypadku planet pozasłonecznych, nawet w pełni przeprowadzona obserwacja nie musi znaczyć, że udało się złapać pożądany cel! W fotometrii wynik pojawia się dopiero podczas analizy klatek. Mam po prostu duży szacunek do sytuacji, kiedy obserwacja wymaga wytrwałości, a to nie zawsze bywa łatwe. A takie obserwacje bardzo dobrze wspominam.
Temat obserwacji tranzytów egzoplanet jest bardzo ściśle połączony z obserwacjami gwiazd zmiennych. Tutaj jesteśmy sprecyzowani o konkretny typ zmienności. W związku z tym, tematy ogólne (np. fotometria) mogą być odnalezione w obu podstronach.
The current list of observed exoplanet transits. Dates marked as bold are full events. Light curves will be published soon.
HD 189733 b (TBD, TBD, 28/29 VIII 2016, 8/9 VIII 2018)
HD 209458 b (TBD, 2/3 IX 2016, 22/23 VIII 2018)
WASP-33 b (10/11 VIII 2017, 31/1 VII-VIII 2018)
WASP-52 b (11/12 VIII 2017, 17/18 VIII 2018)
WASP-10 b (13/14 VIII 2017)
WASP-2 b (25/26 VIII 2017)
Qatar-5 b (24/25 VIII 2017)
HD 80606 b (30/31 VIII 2017)
WASP-76 b (29/30 VIII 2017)
KELT-16 b (29/30 VIII 2017)
HAT-P-49 b (9/10 VIII 2017)
HAT-P-10/WASP-11 b (23/24 IX 2017)
WASP-12 b (28/29 IX 2017)
XO-4 b (28/29 IX 2017)
WASP-43 b (1/2 I 2018)
WASP-13 b (7/8 I 2018)
XO-3 b (27/28 IX 2017)
K2-232 b (29/30 IX 2017)
HAT-P-55 b (20/21 IV 2018)
WASP-58 b (5/6 V 2018)
Qatar-2 b (11/12 V 2018)
Qatar-1 b (11/12 V 2018)
HAT-P-7 b (2/3 VI 2018)
WASP-3 b (21/22 VII 2018)
WASP-93 b (28/29 VII 2018)
WASP-80 b (6/7 VIII 2018, 8/9 VIII 2018)
HAT-P-32 b (17/18 VIII 2018)
HAT-P-8 b (10/11 IX 2018)
WASP-32 b (TBD)
KELT-23 b (TBD)
KELT-24 b (TBD)
HAT-P-19 b (23/24 IX 2020) - full transit
WASP-52 b (24/25 IX 2020) - full transit interrupted by cirrus near egress
TrES-5 b (10/11 X 2022)
Co-discovered exoplanets:
HD 286123 b (on-target detection)
KELT-23A b (on-target detection)
KELT-24 b (on-target detection)
TOI-1726 b & c (NEB-check clearance)