Ľudstvo bolo vždy fascinované oblohou, kde hľadalo odpovede na otázky o tom odkiaľ pochádzame, ako bol stvorený svet a aká je podstata vesmíru. Pred štyrmi storočiami, taliansky filozof a vizionársky kozmológ, Giordano Bruno predpovedal existenciu planetárnych systémov mimo našej slnečnej sústavy. Navrhol, že hviezdy sú v skutočnosti vzdialené slnká, podobné ako naše Slnko, obklopené svojimi vlastnými planétami a mesiac-mi vo vesmíre, ktorý nemá žiadny stred. Inkvizícia potrestala Bruna za jeho kozmologické teórie. Tento skvelý filozof bol upále-ný za živa ako kacír v Ríme v roku 1600.
Giordano Bruno mal ale pravdu. Moderné technológie, ktorými sa pozoruje obloha, dosiahli úroveň presnosti, ktorá umožňuje potvrdiť, že iné planéty okolo iných hviezd ako Slnko, naozaj existujú. Počas posledných troch desaťročí sme zazname-nali prudký vývoj v tejto novej oblasti vedy: astrofyzika extrasolár-nych planét. Podľa archívov NASA bolo už objavených viac ako 3800 extrasolárnych planét, z ktorých niektoré sú rovnako veľké ako Mars alebo Zem. Bolo nájdených približne 600 rôznych systémov okolo samotných a binárnych hviezd s rôznymi spek-trálnymi vlastnosťami.
Viacero súčasných vesmírnych (napr. KEPLER a TESS od NASA, GAIA od ESO) a pozemných meracích zariadení používajú-cich najväčšie optické teleskopy a rádio-interferometrické zaria-denia, ako Large Atacama Milimeter Array (ALMA) a európsku sieť rádioteleskopov, vrátane 32-m nástroja umiestneného v Piwnice pri Torune v Poľsku, poskytujú obrovský objem pozorovaných časových radov. Dáta týkajúce sa planetárnych systémov musia byť interpretované, aby sa určili ich orbitálne architektúry, fyzické parametre planét ako ich hmotnosti, ale aj ich vznik a dlhodobý vývin. Štatistiky detekcie planét naznačujú, že okolo 20% alebo aj viac hviezd, má planétu porovnateľnú so Zemou, ktorá obieha v obývateľnej zóne hviezdy. Táto zóna umožňuje prítomnosť vody v kvapalnej forme a ďalšie špecifické atmosférické podmienky, ktoré sú hlavnými zložkami pre podporu biologického života.
Efektívne vyhľadávanie nových planét v blízkosti vybra-ných hviezd sa opiera o pozorovanie a analýzu ich jasnosti, čo astronómovia nazývajú fotometrickou technikou. Keď domnelá, tmavá planéta prejde popred žiarivý, hviezdny kotúč, jasnosť hviezdy sa o máličko zníži, čo sa ale dá zmerať s presnosťou na zlomky percent. Jeden z projektov, ktorý riešia výskumníci Centra pre astronómiu Univerzity Mikuláša Kopernika v Torune v Poľsku,sa venuje vyčerpávajúcej analýze viacerých planetárnych systé-mov detegovaných tranzitnou metódou, ktoré tiež vykazujú vzájomné gravitačné pôsobenie. Fotometrické svetelné krivky (časové rady) zozbierané vesmírnymi teleskopmi KEPLER a TESS sú zdrojmi dát, ktoré umožňujú určiť orbity a hmotnosti planét s pomocou komplexných numerických kódov. Je tiež veľmi dôležité skontrolovať, či skonštruované modely týchto systémov vyhovujú Kopernikovskému princípu: sú stabilné v prítomnosti a tiež dlhodobo stabilné, pre stovky Myr časových mierok. V tomto projekte je možné nepriamo „vážiť“ planéty (určiť ich hmotnosť), ako tri planéty v systéme Kepler-30, s nepresnos-ťou do niekoľko percent, použitím len fotometrických meraní.
Potrebné výpočty sú veľmi zložité, keďže modelovacie kódy musia zahrňovať teoretickú astrofyziku a astronómiu, štatistiku, matematickú optimalizáciu a nebeskú mechaniku. Tieto kódy sú aplikáciami, ktoré sú veľmi náročné na CPU a čas. Väčšina výsledkov, ktoré boli zverejnené vo významných astro-nomických časopisoch boli dosiahnuté vďaka dlhodobým numerickým simuláciám vykonaných na Superpočítači Orol/Or-zeł a na výpočtových zariadeniach Poznanského superpočítačo-vého a sieťového centra. Na mnoho takýchto simulácií bolo potrebných niekoľko tisíc CPU. Vďaka superpočítaču Orol je možné preložiť surové dáta z pozorovaní do zmysluplných astro-fyzikálnych modelov a získať poznatky o tom, ako tieto planetár-ne systémy vznikali, z čoho sú zostavené a ako naozaj vyzerajú.
Založené na skutočnom výskume vedenom Prof. Krzysztofom Goździewskim, Torunske centrum pre astronómiu Univerzity Mikuláša Kopernika, v spolupráci s Poznanským superpočítačo-vým a sieťovým centrom (PSNC).
Astronárium video materiál o planetárnych systémoch (prednáša Prof. K. Goździewski)
Torúnske centrum pre astronómiu univerzity Mikuláša Kopernika
https://www.ca.umk.pl/
Stránka Prof. Krzysztof Goździewski – astronóm a nebeský mechanik
http://gozdziewski.prac.umk.pl/doku.php
Profil Prof. Krzysztof Goździewski v Kopernikovom vedeckom centre
http://www.niebokopernika.pl/spotkania-z-naukowcem/archwium-spotkan-z-naukowcem/
