Rozhovor: Petr Scheirich – Modelování dvojplanetek

Astronomický ústav
Akademie věd České republiky, v. v. i.

Podobně jako naše planeta Země má svůj Měsíc, tak i planetky mají své malé měsíčky. Objevuje se jich stále více a to i zásluhou pracovníků oddělení pro meziplanetární hmotu AsÚ AV v Ondřejově. Dvojplanetky, které se přibližují k Zemi, jsou ale tak malé, že je přímo jako dvě tělesa vidět nelze. Přesto je lze zkoumat a zjišťovat o nich zajímavé informace. Člen českého výzkumného týmu Mgr. Petr Scheirich nám prozradil, jakou metodu na to používají.

Metodě, kterou se v Ondřejově pozorují planetky, se říká fotometrie. Je to měření množství světla, které k nám od planetky přichází. Planetky nevyzařují vlastní světlo, ale jen odrážejí to sluneční podobně, jako to dělá náš Měsíc. Protože jsou malé a vzdálené, na fotografii ani v dalekohledu se nezobrazí jako plošný objekt – jejich tvar nebo přítomnost nějakého druhého tělesa tedy v dalekohledu nerozlišíme, na astronomických snímcích vypadají jen jako bodové objekty, podobně jako hvězdy. Díky tomu, že planetky mají nepravidelný tvar a rotují, se množství slunečního světla, které se od nich směrem k nám odráží, mění, a my jsme schopni tyto změny změřit. Závislosti množství přicházejícího světla na čase se říká světelná křivka.

Jak ze světelné křivky poznáte, že planetka je dvojitá?
Nemusí to být rozeznatelné vždy, binární planetka musí být vhodně orientována vůči Zemi nebo vůči Slunci. V takovém případě můžeme ve světelné křivce vidět, jak se obě tělesa vzájemně zakrývají nebo jedno vrhá na druhé stín. Ve křivce se to projeví jako periodicky se opakující poklesy v množství přicházejícího světla.

Co všechno se ze světelné křivky dá o planetce zjistit?
Můžeme zjistit periodu oběhu měsíčku kolem větší planetky, rotační periody obou těles, poměry jejich velikostí, jak je dráha orientována v prostoru, jaký má dráha tvar a jak daleko je měsíček od planetky.

Podle svých pozorování pak planetky modelujete. Jak se to dělá? Ono když se řekne modelování, tak si každý představí sochaře jako modeluje třeba lidské tělo.
Tak to není. My nevytváříme nic, co by se dalo vzít do ruky. Nicméně, pokud chcete nějaké přirovnání, tak můžeme říct, že je to podobné, jako když architekt navrhuje budovu. Protože v dnešní době k tomu samozřejmě architekti využívají počítačové programy. S jejich pomocí si budovu navrhnou, a potom si s ní na monitoru mohou různě otáčet a dívat se, jak bude ta budova vypadat z různých stran. Stejně se to dělá i u nás, na počítači se u obou těles navrhneme rozměry, vzdálenosti apod. Když máme takový model, můžeme vypočítat, jak má vypadat světelná křivka takového systému. No a protože na počítači je velice snadné neustále měnit parametry systému, tak je můžeme měnit tak dlouho, až se spočítaná světelná křivka začne podobat co nejvíce té naměřené. To pak znamená, že naše parametry, které jsme zjistili takovýmto postupem, by měly odpovídat skutečným parametrům pozorovaného systému. A to nás samozřejmě zajímá.

Dokážete zjistit třeba i takovou informaci, jako je tvar planetky?
V principu to možné je, ale záleží především na množství pozorování, které máme k dispozici. Pro obyčejné, jednoduché planetky už existuje mnoho takových tvarových modelů. Bohužel u dvojplanetek zatím není dostatečné množství pozorovaných dat, takže žádné přesné tvary neznáme.

Pokud nějakou dvojplanetku sledujete více let, mění se nějak oběžná doba měsíčku, sklon dráhy a jiné parametry? A pokud ano, čím si to vysvětlujete?
Oběžná doba se v principu měnit může, ale reálně se mění tak pomalu, že to z měření získaných v průběhu několika let nejsme schopni rozeznat. Nicméně, co se měnit může rychleji, je orientace dráhy v prostoru. My zatím máme pozorování z více let jen pro tři dvojplanetky. U dvou z nich to vypadá, že se nemění ani orientace dráhy. U té třetí se ale zdá, že změna dráhy proběhla. Nejpravděpodobnější vysvětlení je takové, že dochází k její precesi, což může být způsobeno například tím, že měsíček neobíhá v rovině rovníku hlavní planetky, ale jeho dráha je vůči rovině rovníku nějak skloněna.

Máte potom možnost si svůj model nezávisle ověřit? Jak poznáte, že ho máte správně?
Možností je několik, zatím bohužel ne všechny jsou v praxi realizovatelné. První možnost je, že se planetka pozoruje i radarově. Tím se zabývají především kolegové v USA – pro řadu planetek, které máme zpracovány z fotometrických měření, existují i pozorování z radaru a z nich se ukazuje, že naše modely jsou správně. Další možností je například přímé rozlišení pomocí velkých dalekohledů s adaptivní optikou, ale to se zatím u našich planetek nezkoušelo z jednoduché příčiny – tyto dalekohledy zatím tak dobrého rozlišení nedosahují. Poslední možností je vyslat k nim kosmickou sondu. Zatím ale s výjimkou sondy Galileo žádná další sonda k dvojplanetce nepřiletěla. Sondě Galileo se podařilo objevit cestou k Jupiteru vůbec první dvojplanetku ve sluneční soustavě. Byla to Ida a její měsíček Daktyl. Tuto dvojplanetku ale zase bohužel nedokážeme z Ondřejova měřit. Nicméně existuje několik návrhů projektů sond k blízkozemním planetkám. Některá z nich by v budoucnu měla navštívit i vybranou dvojplanetku. I z toho pak půjde ověřit, jestli a nakolik jsou ty naše modely správné.

Skupina astronomů z AsÚ Ondřejov je velmi aktivní. Z modelů dvojplanetek, které ve světě vznikají, je celá polovina vytvořena právě českými astronomy. Otázky pokládal Petr Sobotka. Zvukový záznam rozhovoru si můžete stáhnout z archivu Českého rozhlasu Leonardo. Byl součástí pořadu Nebeský cestopis 12. 1. 2008. http://www.rozhlas.cz/radionaprani/archiv/_audio/00652596.mp3 (mp3, 20 MB, v čase 32:30)