Euclid zachytil přeplněné srdce Mléčné dráhy

Na jediný den evropský detektiv zaměřený na temné složky vesmíru, kosmický teleskop Euclid, zaměřil svůj zrak na něco světlého – extrémně jasnou vnitřní oblast Mléčné dráhy, které se říká galaktická výduť. Tento speciální požadavek vzešel od astronomů, kteří stáli o to, co umí Euclid nejlépe: zachytit obrovské plochy oblohy v jasných detailech. Tento kosmický teleskop byl navržen, aby pozoroval miliardy galaxií. Jeho kamera pro viditelné světlo je dostatečně citlivá na to, aby rozlišila jednotlivé hvězdy ve velmi silně zaplněné galaktické výduti, aniž by splývaly do sebe. Tato vzácná schopnost je nezbytná pro účel, k němuž chtějí vědci tento snímek využít: ke studiu planet obíhajících kolem jiných hvězd pomocí speciální techniky zvané mikročočkování (microlensing). Ale než se do něj ponoříme, musíme se nejprve podrobněji podívat na tento samotný úchvatný snímek.

23. března 2025 vytvořil Euclid tento fascinující snímek během pouhých 26 hodin. Jedná se o mozaiku složenou z devíti pohledů kamery pracující s viditelným světlem, přičemž každé zacílení pokrylo oblast větší, než je Měsíc v úplňku. Pro srovnání můžeme říct, že ostrost a citlivost ve viditelném světle je u Euclidu srovnatelná s širokoúhlou kamerou Hubbleova teleskopu. Ovšem při každém zaměření do určité oblasti pokryje Euclid během pár hodin oblast 270× větší, než je zorné pole Hubbleova teleskopu. Pro vytvoření stejné mozaiky, jakou vytvořil Euclid, by Keckova observatoř musela pracovat okolo 2 000 hodin. Euclid je rychlejší a schopný zachytit detaily slabších hvězd, které by jinak byly při pozorování ze Země přehlédnuty. Tato jediná mozaika pokrývá také celou oblast, kterou bude při svém lovu exoplanet pozorovat chystaný teleskop Nancy Grace Roman.

Euclid na jediné fotce zachytil více než 60 milionů hvězd a k tomu ještě mlhoviny a hvězdokupy. Tato zaplněná oblast naší galaxie je perfektním místem pro astronomy pátrající po exoplanetách prostřednictvím mikročočkování. Tímto pojmem se označuje jedna z forem gravitačního čočkování. Ačkoliv Euclid většinou využívá čočkování k průzkumu masivních vzdálených objektů, jako jsou kupy galaxií, tento nový snímek galaktického středu pomůže vědcům studovat čočky na nejmenších měřítcích – způsobují je hvězdy a exoplanety v naší vlastní galaxii. Mikročočkování vychází z šance, že se dvě hvězdy a pozorovatel srovnají do přímky. Když jedna hvězda přechází z pohledu pozorovatele před druhou, chová se bližší hvězda jako kosmická lupa. Ohýbá a zjasňuje totiž světlo hvězdy v pozadí. Pokud bližší hvězdu obíhá exoplaneta, její gravitace také trochu nerovnoměrně ohýbá světlo zadní hvězdy. Tato drobná dodatečná změna v jasu je jedním ze způsobů, jak je možné prokázat přítomnost exoplanety.

„Abyste zachytili mikročočkování, potřebujete pozorovat část oblohy, která je plná hvězd – třeba jako blízké okolí středu naší galaxie,“ vysvětluje Jean-Philippe Beaulieu z Astrofyzikálního institutu v Paříži a z australské University of Tasmania. Jean-Philippe Beaulieu byl původním iniciátorem průzkumu galaktické výdutě teleskopem Euclid a vedl také pracovní skupinu v konsorciu Euclid. „Za posledních dvacet let bylo téměř 300 exoplanet objeveno touto metodou. Ve všech případech to bylo s použitím pozemských teleskopů, které hleděly k centru naší galaxie. Tento snímek z teleskopu Euclid zahrnuje 51 známých planetárních systémů a bude pomáhat se studiem mnoha dalších, které budou objeveny,“ dodal Jean-Philippe Beaulieu.

Aby zachytil mikročočkování, musel by teleskop studovat hvězdu po dobu více než 20 dní. To je zapotřebí proto, aby byla vidět nerovnoměrnost v ohybu světla, zatímco planeta obíhá kolem své hvězdy. Během jednodenního pozorování Euclidu tedy není možné najít žádné nové jevy. Co však dělá tento snímek tak výjimečným, je to, že umožňuje astronomům změřit hmotnosti již známých exoplanet, ale i těch, které zatím nebyly objeveny. „Během 24 hodin již Euclid zachytil hvězdy zapojené do budoucích mikročočkovacích událostí, které bude detekovat teleskop Nancy Grace Roman. Euclid je zaznamenal dříve, než se zapojené hvězdy a planety zarovnaly,“ říká Natalia Rektsini z Astrofyzikálního institutu v Paříži, která vedla zveřejnění dat z Euclidova průzkumu galaktické výdutě pro vědeckou komunitu.

„To znamená, že kdokoliv, kdo přesně v této oblasti detekuje mikročočkování, třeba teleskop Nancy Grace Roman, bude moci použít data z Euclidu jako časovou referenci z minulosti a vidět, jak hvězdy vypadaly, než došlo k jejich zákrytu,“ vysvětluje Natalia Rektsini a dodává: „Jelikož Euclid dokáže jasně oddělit jednotlivé hvězdy, bude možné v budoucnu změřit, jak rychle se tyto objekty pohybují, a využít tuto informaci k potvrzení existence planety a určení její hmotnosti. To by nebylo možné jen s daty z jednoho časového bodu.“

U většiny metod lovení exoplanet platí, že se jednodušeji hledají ty velké a horké, které obíhají kolem masivních hvězd. Jenže pro mikročočkování to neplatí. „Tato metoda je objektivní – odhalíme vše, co tam je,“ popisuje Natalia Rektsini a dodává: „Je mimořádně vhodná pro objevy chladných planet. Předpokládáme, že každá hvězda v Mléčné dráze má alespoň jednu takovou planetu.“ V Euclidových datech se objevily mateřské hvězdy dvou známých chladných planet a obě jsou pro tým speciální. „Vedl jsem tým, který před 20 lety objevil OGLE-2005-BLG-390Lb,“ říká Jean-Philippe Beaulieu a dodává: „Je to ledová planeta, trochu jako Hoth ze Star Wars. I po té době jsem nadšený, že nám Euclid konečně umožní změřit její přesnou hmotnost.“ „OGLE-2013-BLG-341Lb je vzácný a fascinující systém,“ doplňuje Natalia Rektsini a dodává: „Je tvořen dvojicí hvězd a jednou planetou. Spojením Euclidových dat s dřívějšími pozorováními Keckovým a Hubbleovým teleskopem můžeme konečně oddělit hvězdy a potvrdit hmotnost planety.“

„Tento výsledek ukazuje, čeho může dosáhnout relativně malý odhodlaný tým v rámci velké mezinárodní mise,“ říká Valeria Pettorino, vědkyně ESA zapojená do projektu Euclid, a dodává: „Součástí týmu zabývajícího se exoplanetami byli mladí vědci, kteří významně přispěli k jeho práci, a tým byl podporován jednotkou Science Ground Segment, která se zabývá přístrojem pro pozorování ve viditelné části spektra. Během pouhých 24 hodin nasbíral Euclid jedinečná data o středu Mléčné dráhy prostřednictvím velkých a ostrých pohledů na tuto oblast. Postupem času se bude separace mezi zdroji a čočkami zvětšovat. Právě proto budou Euclidova data časovou referencí pro minulé i budoucí mise a umožní studie exoplanet a jejich hmotností. Tato data najdou uplatnění i v dalších vědeckých aplikacích od hnědých trpaslíků a dvojhvězd až po hvězdné pohyby a prach napříč naší Galaxií.“

Přeloženo z:
https://www.esa.int/

Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/…/27320856-1-eng-GB/Euclid_s_view_of_our_galaxy_s_bulge_16_9_cutout.jpg
https://www.esa.int/…/27320809-1-eng-GB/Euclid_s_view_of_our_galaxy_s_bulge.jpg
https://www.esa.int/…/27321767-1-eng-GB/Location_of_Euclid_s_galactic_bulge_survey.jpg
https://www.esa.int/…/27321814-1-eng-GB/Infographic_explaining_Euclid_s_galactic_bulge_survey.jpg
https://www.esa.int/…/19268863-1-eng-GB/Detecting_exoplanets_with_microlensing.jpg