მზის დაბნელება ერთ ერთი ყველაზე საოცარი ასტრონომიული მოვლენაა, რომელიც მაშინ ხდება, როდესაც ჩვენი ბუნებრივი თანამგზავრი მთვარე გადაეფარება მზეს და იწვევს მზის სინათლის დაბლოკვას.

მსგავსი პრინციპით მუშაობს ეგზოპლანეტების აღმოჩენის ერთ-ერთი მეთოდი, რომელსაც ტრანზიტის მეთოდს ვუწოდებთ. როდესაც პლანეტა გაივლის თავისი ვარსკვლავის წინ, ჩვენსა და ვარსკვლავს შორის, იგი ბლოკავს ვარსკვლავის სინათლის მცირე ნაწილს. ამ დროს ვარსკვლავის სიკაშკაშე ოდნავ მცირდება. რათქმა უნდა ეს ძალიან მცირედი ცვლილებაა, თუმცა ჩვენთვის, ასტრონომებისთვის, საკმარისია იმის მისახვედრად, რომ შორეული ვარსკვლავის გარშემო შეიძლება პლანეტა ბრუნავდეს. ეს მცირე ცვლილება ჩანს გრაფიკში, რომელსაც სინათლის მრუდს ვუწოდებთ. ამ გრაფიკზე აისახება ვარსკვლავისგან მიღებული სინათლის რაოდენობა, ანუ ინტენსივობა. ტრანზიტის დროს, როდესაც პლანეტა გადაეფარება ვარსკვლავს და სინათლის ნაწილს დაბლოკავს, ამ შემცირებას სწორედ სინათლის მრუდში ვპოულობთ.

ტრანზიტის აღმოჩენა მოითხოვს მაღალსიზუსტიან და მუდმივ დაკვირვებებს, რადგან შემთხვევა, როცა პლანეტა იდეალურად გადაკვეთს ვარსკვლავს ძალზე იშვიათია. მიუხედავად ამისა, ეს მეთოდი გახდა თანამედროვე ასტრონომიის ერთ-ერთი მთავარი ინსტრუმენტი უცხო სამყაროების შესასწავლად.

ტრანზიტი ძალიან ინფორმაციული მეთოდია, მისი საშუალებით პლანეტის ზომის გაგებაც შეიძლება. რათქმა უნდა უფრო დიდი პლანტები უფრო მეტ სინათლეს ბლოკავენ და ამიტომ უფრო ღრმა შემცირებებს ქმნიან სინათლის მრუდებში. ტრანზიტის საშუალებით შეგვიძლია ორბიტული გარემოქცევის პერიოდიც გავიგოთ. რაც უფრო შორსაა პლანეტა თავისი ვარსკვლავისგან, რა თქმა უნდა მით მეტი დრო სჭირდება რომ ვარსკვლავის გარშემო ერთი სრული ბრუნი გააკეთოს. ამიტომ რაც უფრო გრძელია ტრანზიტი, სავარაუდოდ მით უფრო შორეულ ორბიტაზე მოძრაობს პლანეტა.

როდესაც ვარსკვლავს ერთზე მეტი პლანეტა ყავს, საქმე უფრო რთულდება. სინათლის მრუდი ერთობლივი ტრანზიტის შემთხვევაშიც  იმავე ინფორმაციას შეიცავს, რასაც ცალკეული პლანეტის ტრანზიტის შემთხვევაში, უბრალოდ ასტრონომებს მეტი ანალიზი სჭირდებათ, რათა ამ მონაცემებიდან პლანეტები განაცალკევონ.

ტრანზიტის მეთოდი მხოლოდ პლანეტების პოვნაში არ გვეხმარება — ის მათი ატმოსფეროს შემადგენლობაზე და ტემპერატურაზეც გვაწვდის ინფორმაციას. როდესაც ეგზოპლანეტა გადის ვარსკვლავის წინ, ვარსკვლავის სინათლის ნაწილი პლანეტის ატმოსფეროში გამოასხივებს. მეცნიერები აანალიზებენ ამ სინათლის ფერებს, რათა დაადგინონ ატმოსფეროს შემადგენლობა. ამ მეთოდით მათ სხვადასხვა ნივთიერება აღმოუჩენიათ ეგზოპლანეტებზე — მათ შორის მეთანი და წყლის ორთქლი.

ასე გამოიყურება ტრანზიტი როდესაც ვარსკვლავის წინ მხოლოდ ერთი პლანეტა მოძრობს

რამდენად იშვიათია ტრანზიტი?

იმისათვის, რომ ტრანზიტი მოხდეს, პლანეტა, მისი ვარსკვლავი და დამკვირვებელი (ანუ დედამიწა) უნდა მდებარეობდნენ თითქმის სრულად ერთ ხაზზე. ამგვარი განლაგება საკმაოდ იშვიათია.

ტრანზიტის ალბათობა მიახლოებით ასე გამოითვლება:

P_{ტრანზიტი} = (R_{ვარსკვლავი} + R_{პლანეტა}) / a 

სადაც:

• R_{ვარსკვლავი} — ვარსკვლავის რადიუსი
• R_{პლანეტა} — პლანეტის რადიუსი
• a — პლანეტის ორბიტის ნახევარი დიდი ღერძი

რადგან ეს ალბათობა დაბალია, ასტრონომებს სჭირდებათ ასობით ათასი ვარსკვლავის ხანგრძლივი და მუდმივი დაკვირვება წლების განმავლობაში, რათა ტრანზიტები დააფიქსირონ.

ტრანზიტის მეთოდი განსაკუთრებით მგრძნობიარეა დიდი ზომის პლანეტების მიმართ, რომლებიც ახლოს მოძრაობენ თავიანთ ვარსკვლავებთან. სწორედ ამიტომ, ე.წ. „ცხელი იუპიტერები“ (მძიმე, გაზოვანი გიგანტები, რომლებიც ვარსკვლავთან ძალიან ახლოს ბრუნავენ) ყველაზე ხშირად აღმოჩენილი პლანეტის ტიპია.

მათი:

• დიდი რადიუსი აძლიერებს დაბნელების ეფექტს და
• მცირე ორბიტული მანძილი ზრდის ტრანზიტის ალბათობას

ასევე, ეფექტური მიდგომაა პატარა ვარსკვლავების, მაგალითად წითელი ჯუჯების დაკვირვება. მათთან მცირე ზომის პლანეტის ტრანზიტიც შესამჩნევ დაბნელებას იწვევს, რაც ამარტივებს პლანეტების აღმოჩენას.

სხვადასხვა ზომის პლანეტების მიერ დატოვებული “ჩავარდნა” სინათლის მრუდში ერთი და იგივე ვარსკვლავის შემთხვევაში. ვხედავთ, რომ მცირე ზომის პლანეტა უფრო ნაკლებად შესამჩნევ კვალს ტოვებს სინათლის მრუდში, ამიტომ აღმოსაჩენად გაცილებით უფრო რთულია

ტრანზიტის ფაზები

ტრანზიტი მიმდინარეობს ოთხ მთავარ ეტაპად:

1. T1- პირველი კონტაქტი (Exterior Ingress): პლანეტა პირველად ეხება ვარსკვლავის კიდეს — ტრანზიტი იწყება.
2. T2 – მეორე კონტაქტი (Interior Ingress): პლანეტა მთლიანად შედის ვარსკვლავის დისკოს შიგნით.
3. T3 – მესამე კონტაქტი (Interior Egress): პლანეტა იწყებს ვარსკვლავის დისკოს დატოვებას.
4. T4- მეოთხე კონტაქტი (Exterior Egress): პლანეტა სრულად გადის ვარსკვლავის დისკიდან — ტრანზიტი სრულდება.

ტრანზიტის ეფექტიანობას განაპირობებს რამდენიმე მიზეზი:

1. პლანეტის ზომის განსაზღვრა მაღალი სიზუსტით – სიკაშკაშის შემცირების სიღრმე დამოკიდებულია პლანეტის რადიუსზე. შესაბამისად, ტრანზიტის საშუალებით შეგვიძლია საკმაოდ ზუსტად გავიგოთ პლანეტის ზომა.
2. ორბიტის პერიოდის დადგენა – რამდენ ხანში ერთხელ მეორდება ტრანზიტი, გვაწვდის ინფორმაციას პლანეტის ორბიტულ პერიოდზე, ანუ რამდენი დღე სჭირდება მას ერთი ბრუნისთვის ვარსკვლავის გარშემო.
3. ატმოსფეროს აღმოჩენა და ანალიზი – სპეციალური სპექტროსკოპიული მეთოდებით ტრანზიტის დროს ვარსკვლავის შუქში გამოვლენილი მცირე ცვლილებები საშუალებას გვაძლევს პლანეტის ატმოსფეროში არსებული ქიმიური ელემენტებიც კი დავაფიქსიროთ.
4. მრავალი პლანეტის აღმოჩენის შესაძლებლობა ერთდროულად – ამ მეთოდით შესაძლებელია ათასობით ვარსკვლავის დაკვირვება ერთდროულად და მრავალი პლანეტის იდენტიფიცირება ერთდროულად.
5. მარტივად და ავტომატურად დამუშავებადი მონაცემები – სინათლის მრუდების ავტომატური ანალიზი შესაძლებელს ხდის დიდი მონაცემთა ნაკრებიდან ტრანზიტების სწრაფად აღმოჩენას.

ეს ის შემთხვევაა, როდესაც ვარსკვლავის გარშემო რამდენიმე პლანეტა ბრუნავს და მიყოლებით აკეთებენ ტრანზიტს ვარსკვლავის დისკზე. ასეთ შემთხვევაში ასტრონომებს ბევრი შრომა გვიწევს ცალკეული პლანეტების გამოსარჩევად

მიუხედავად იმისა, რომ ტრანზიტის ალბათობა დაბალია და მისი დაფიქსირება რთულია, ტექნოლოგიური პროგრესი და ინსტრუმენტების დახვეწა — როგორიცაა TESS — დღითიდღე ზრდის აღმოჩენების რაოდენობას. ამ მეთოდით მეცნიერები უკვე ათასობით პლანეტა აღმოაჩინეს და მათი მახასიათებლები დაადგინეს.

წყარო: NASA