JAV žiniasklaidos gigantas „Forbes“ susidomėjo Vilniaus universiteto (VU) astrofizikų atliekamu tyrimu. Prof. Gražinos Tautvaišienės vadovaujama komanda savo tyrimu siekia atsakyti į klausimą, ar egzistuoja ryšys tarp žvaigždės cheminės sudėties ir planetų, kurias ji gali suformuoti. O tai, pasak „Forbes“, gali atverti trumpesnį kelią aptikti egzoplanetas.
MAO teleskopas. Nuotr.Andriaus Zigmanto
Šiuos tyrimus mokslininkų komanda vykdo beveik dešimtmetį. Nuo 2016 m. naudodami Molėtų observatorijos teleskope esantį moderniausią spektografą, VU astronomai stebi tūkstančių į Saulę panašių žvaigždžių spektrus. Pagrindinis tikslas – išanalizuoti F, G ir K spektrinių tipų žvaigždžių cheminę sudėtį ir patikrinti, ar egzistuoja ryšys tarp šių žvaigždžių ir planetų, kurias jos gali turėti.
„Pastebime tam tikrų elementų kiekio perteklių planetas turinčiose žvaigždėse. Jei mums pavyks tai sėkmingai išanalizuoti, kitas mūsų tikslas bus rasti trumpesnį kelią, kad galėtume aptikti uolines planetas“, – teigia prof. G. Tautvaišienė, tyrimo grupės ir Molėtų astronomijos observatorijos vadovė, neseniai išrinkta Tarptautinės astronomų sąjungos viceprezidente.
Tyrėjų komanda jau surinko apie 1500 šviesių į Saulę panašių žvaigždžių spektrus, naudodama aukštos raiškos VU Echelle spektrografą (VUES). Kompaktiško automobilio dydžio prietaisas stovi specialioje patalpoje, kurioje kontroliuojamas klimatas, po pagrindiniu Molėtų observatorijos 1,65 metro optinio teleskopo kupolu.
Giedromis naktimis nuo didmiesčių nutolusioje observatorijoje galima palankiomis sąlygomis registruoti iš šiaurinių platumų matomus šviesių žvaigždžių spektrus. Iki šiol stebėtų žvaigždžių, esančių iki 3000 šviesmečių atstumu, amžius svyruoja nuo maždaug 200 milijonų iki 12 milijardų metų. Nors tik trečdalis naktų Lietuvoje giedros, tyrimo metu kasmet sukaupiama apie 200 žvaigždžių spektrų.
„Remdamiesi žvaigždžių chemine sudėtimi, siekiame nustatyti, kurios žvaigždės labiau linkusios formuoti uolines planetas“, – aiškina VU astronomas dr. Arnas Drazdauskas.
Komanda jau nustatė, kad apie 83 proc. iš 300 tirtų žvaigždžių mėginiuose magnio ir silicio santykis buvo tarp 1,0 ir 2,0. Prof. G. Tautvaišienės įsitikinimu, tai reiškia, kad šios žvaigždės gali turėti į Žemę panašias planetas.
Tačiau komandos darbas neapsiriboja vien tik žvaigždžių cheminės sudėties nustatymu. Mokslininkai taip pat aiškinasi tokius parametrus kaip žvaigždės temperatūra, gravitacija ir metalingumas (sunkiųjų elementų kiekis žvaigždėje).
Pasak dr. A. Drazdausko, tuomet tyrėjai nuodugniau analizuoja, kas slypi žvaigždės viduje: „Tiriame maždaug 32 elementų kiekį. Pradedame nuo gyvybei svarbių elementų, tokių kaip anglis, deguonis, azotas, magnis ir silicis. Tada pereiname prie bario ir netgi retųjų metalų – itrio.“
Ar egzistuoja minimalus cheminės sudėties reikalavimas, kad susiformuotų planeta – vienas iš pagrindinių klausimų, kuriuos kelia mokslininkai. Jie taip pat ieško skirtumų tarp žvaigždžių, turinčių skirtingo tipo planetas – ilgo ir trumpo apsisukimo periodo, Jupiterio dydžio, Žemės dydžio ir pan. Masyvios dujinės planetos dažniau formuojasi aplink žvaigždes, turinčias daugiau metalų, tačiau uolėtos planetos randamos aplink įvairaus metalingumo žvaigždes.
„Kol kas žinome tik apie 10 000 žvaigždžių, kurių atlikti tokie tikslūs spektroskopiniai matavimai. Mums reikia didesnio mėginio ir daugiau teorinių studijų, kad galėtume užtikrintai pasakyti, kokio tipo planetos gali formuotis, pagal žvaigždžių cheminę sudėtį“, – aiškina dr. A. Drazdauskas.
Pasak jo, mūsų galaktikoje yra apie 20 milijardų į Saulę panašių žvaigždžių, tad laukia milžiniškas kiekis tyrimų: „Didžiausi teleskopai koncentruojasi į konkrečius taikinius, o apžvalgos darbus atlieka mažesni teleskopai, kas riboja stebėjimų apimtį. Nepaisant to, dabartinė technologija leidžia gauti spektrus iš milijardų žvaigždžių.“
Tačiau egzoplanetų šeimininkių, kurių cheminė sudėtis išsamiai ištirta, rinkinys vis dar mažas, o žvaigždžių, kurioms patvirtintos Žemės dydžio planetos ir išnagrinėta cheminė sudėtis, yra dar mažiau. Vilniaus universiteto astronomai ir toliau tęs Visatos pažinimui aktualius tyrimus.