Slavná družice umírá. Kam s ní?

Otázku vpravdě nerudovskou si od května klade NASA, na jejímž ‘dvorku’ se ocitla porouchaná družice Kepler. Vědecké přístroje na její palubě jsou vpořádku, jediný problém jsou setrvačníky. Ze čtyř nefungují dva a pro fungování mise podle původního plánu jsou potřeba tři. NASA vypsala konkurz na nové vědecké cíle, kterým se Kepler může věnovat. Jaké jsou?

1) Částečné zachování původní mise

Družice Kepler měla za úkol objevovat exoplanety v souhvězdí Labutě pomocí metody, která zaznamenává zeslabení svitu hvězdy ve chvíli, kdy v pozorovaném směru okolo ní oběhne planeta, která sama o sobě nevyzařuje. Družice je v současné chvíli zamířena na jedno a to samé místo, a dělá jí problém udržet dostatečně dlouho jinou pozici. Řešením je pozorování jen onoho inkriminovaného místa, které by poskytlo nebývale kontinuální pozorování tranzitů exoplanet. Zároveň by se mohly pozorovat změny v oběžných dobách, poukazující na působení silného gravitačního pole pocházejícího ze sousedních objektů. Další možností je nechat dalekohled přejíždět na různé pozice a rozostření matematicky modelovat a opravovat z něj pořízená data.

Umělcova představa družice Kepler ve vesmíru. Zdroj NASA/Ames/JPL-Caltech.

2) Modifikované tranzity

Další návrhy počítají s částečnou modifikací mise. Když se družice zaměří na hvězdy poblíž ekliptiky, problémy s ostřením a zaměřením hvězd nejsou tak markantní. To s sebou ale nese problém, že hvězdy nemohou být monitorovány po tak dlouhou dobu jako v původní misi. Družice by se musela zaměřit na rychle obíhající planety, jejichž tranzity jsou v řádu týdnů. Je tu i možnost zaměřit se na pozorování planety obíhající bílé trpaslíky, což potenciálně slibuje poměrně zajímavé vědecké závěry.

3) Mikročočkování

Příznivci využití teorie relativity na každém kroku se také ozvali s návrhem, že Kepler by mohl zkusit hledat planety pomocí mikročočkování. Tento jev vzniká, pokud se světlo ze vzdálené hvězdy na cestě k Zemi ‘ohne’ díky gravitačnímu poli hvězdy na popředí. Dočasně tak dojde k zvětšení a zjasnění objektu na pozadí, jako kdybychom se koukali lupou. Pokud má hvězda na popředí navíc planetu, projeví se to tím, že zvětšený obraz bude jasnější, než by měl být. Kepler by tedy opět sledoval změny jasnosti, ale tentokrát v opačném směru, sledoval by zjasnění. Podobná pozorování vyžadují dlouhé monitorování mikročočkujících hvězd, k čemuž je Kepler ideální. Pokud by byl přesměrován směrem ke galaktické výduti, přidal by se k armádě pozemských dalekohledů, které mikročočkovací události pozorují.

Schematické znázornění mikročočkování přes hvězdu na popředí. Zdroj LSST.

4) Ke hvězdám

I hvězdy samotné mění svoji jasnost a to z různých fyzikálních mechanismů. Všechny rozhodně nejsou důkladně prozkoumány a právě to je šance pro Keplera. Zaměřit by se mohl na mladou hvězdokupu NGC 2244, ve které se nacházejí hvězdy takzvaných O a B tříd, které jsou ve vesmíru poměrně vzácné, neboť jsou velmi hmotné a mají tak velmi krátký život. Tyto třídy hvězd výrazně mění svou jasnost, za což jsou zodpovědné mechanismy v jejich nitru. Pokud jím správně porozumíme, můžeme výrazně pokročit ve výzkumu supernov.

Mladá otevřená hvězdokupa v mlhovině Rosetta. Jasné O a B hvězdy v jejím centru se zformovaly teprve před čtyřmi miliony let. Mlhovina je od nás vzdálená 4500 světelných let, nachází se v souhvězdí Jednorožce. Zdroj J. C. Cuillandre & G. H. Fahlman, CFHT.

5) Sluneční soustava

Vzhlížet ke hvězdám je romantika, ale zůstat doma má taky něco do sebe. Kepler by se mohl podílet na výzkumu Sluneční soustavy, konkrétně na výzkumu komety 67P/Churyumov - Gerasimienko, která si to namířila do Sluneční soustavy. Roku 2014 by kometu měla dosáhnout sonda Rosetta, která ji bude studovat zblízka, zatímco Kepler by se mohl zaměřit na studium jejího ocasu. Dalším možným cílem by mohlo být pozorování Neptuna a jeho jemných oscilací na oběžné dráze, které by napověděly něco o jeho vnitřní struktuře. Do třetice by se Kepler mohl věnovat výzkumu blízkých asteroidů a jejich tvarů.

6) Supermasivní černé díry

A konečně, Kepler by se úplně odpoutal od pozorování objektů v naší Galaxii a pozoroval by supermasivní černé díry v nitrech velkých galaxií. Dlouhodobým pozorováním s vysokou kadencí bychom mohli odhalit, jak změny jasnosti žhavých akrečních disků obklopujících černé díry, závisí na jejich fyzikálních parametrech. V neposlední řadě by Kepler mohl pomoci poodhalit tajemství formace fokusovaných výtrysků hmoty z center galaxií.

A co byste zvolili vy, kdybyste byli na místě komise?