Niezwykły świat dalekich planet

Niezwykły świat dalekich planet

W przestrzeniach kosmosu astronomowie odkrywają globy czarniejsze od węgla albo lekkie jak korek

Astronomowie wciąż znajdują nowe planety poza Układem Słonecznym. Często są to obiekty przedziwne, mknące po nietypowych, ciasnych orbitach. Do tej pory naukowcy wytropili glob czarniejszy od węgla, planetę ekstragalaktyczną, jak również kosmicznych wędrowców – ciała niebieskie bez macierzystych gwiazd, śmigające swobodnie przez bezkres Drogi Mlecznej.

Przez dziesięciolecia badacze nieba toczyli spór, czy inne słońca mają systemy planetarne. Niektórzy uważali, że Układ Słoneczny jest unikatowy, a gwiazdy pozostają w kosmosie samotne, bez orbitujących wokół nich globów. We wrześniu 1990 r. polski astronom z Torunia Aleksander Wolszczan oraz kanadyjski badacz Dale Frail odkryli trzy pierwsze egzoplanety (planety pozasłoneczne), znajdujące się w układzie planetarnym pulsara PSR 1257+12 (wyniki ich badań opublikowano dwa lata później). Pulsar to mała i bardzo gęsta gwiazda, pozostała po wybuchu supernowej. W październiku 1995 r. Michel Mayor i Didier Queloz z uniwersytetu w Genewie jako pierwsi wytropili planetę krążącą wokół gwiazdy podobnej do naszego Słońca (51 Pegasi).
Od tej pory trwa wielkie poszukiwanie egzoplanet, przynoszące wspaniałe, lecz także wprawiające astronomów w osłupienie rezultaty. Do sierpnia 2011 r. w Encyklopedii Planet Pozasłonecznych oficjalnie zarejestrowano aż 573 takie obiekty, w tym 60 systemów składających się z kilku planet. Wiadomo jednak, że tych ciał niebieskich są miliony. Amerykański teleskop orbitalny Kepler, od marca 2009 r. obserwujący 100 tys. słońc, zidentyfikował ponad 1,2 tys. planet ekstrasolarnych (wiele tych odkryć czeka jeszcze na potwierdzenie). Teleskop o średnicy 0,95 m wyposażony jest w wyjątkowo czułą i potężną kamerę cyfrową (95 megapikseli!). To największa kamera, jaką kiedykolwiek wysłano w kosmos. Astrofizyk Jon Morse z kwatery głównej NASA w Waszyngtonie tak przedstawia zalety tego superoka: „Kiedy Kepler z orbity obserwuje wieś na Ziemi, może rozpoznać, kiedy na chwilę ciemnieje światło lampy na tarasie, ponieważ koło niej przechodzi człowiek”.
Najczęściej znajdowane są gazowe olbrzymy o masie Jowisza lub większe. To nie dziwi – te giganty, mające potężną grawitację i największy wpływ na światło swych gwiazd, są najłatwiejsze do namierzenia. Astronomowie wciąż natrafiają na tzw. gorące jowisze, gazowe olbrzymy krążące bardzo blisko swoich słońc. Panują na nich

iście piekielne temperatury.

Promieniowanie gwiazdy wydmuchuje wodór i hel z atmosfery tych planet, przypominają więc ogony komet. Ale we wszechświecie znajdowane są także planety skaliste, o stałej powierzchni. Takie obiekty oczywiście najbardziej interesują astronomów, którzy z zapałem poszukują globów podobnych do Ziemi.
Zdziwienie badaczy kosmosu wywołał ostatnio, namierzony przez teleskop Kepler, gazowy olbrzym wielkości Jowisza, TrES-2b, orbitujący wokół gwiazdy znajdującej się 750 lat świetlnych od Ziemi, w konstelacji Smoka. To jedno z najczarniejszych ciał niebieskich. Odbija mniej niż 1% światła, które otrzymuje. „Ta planeta oddaje jeszcze mniej światła niż czarna farba akrylowa. To naprawdę dziwny świat”, powiedział David Kipping z Harvard Smithsonian Center for Astrophysics w Massachusetts. TrES-2b, ciemniejsza od wszystkich znanych planet i księżyców, krąży w odległości zaledwie 5 mln km od swej gwiazdy (Ziemia jest oddalona od Słońca o 150 mln km). Atmosfera tej egzoplanety rozgrzana jest do temperatury ponad tysiąca stopni Celsjusza. Prawdopodobnie to temperatura sprawia, że w atmosferze tego olbrzyma, składającej się przede wszystkim z wodoru, istnieją w stanie gazowym pierwiastki i związki absorbujące światło – sód, potas, tlenek tytanu. Ale nawet ich obecność nie tłumaczy całkowicie tej niesamowitej ciemności.

TrES-2b pozostaje tajemnicą.

Astrofizycy zastanawiają się także nad zagadką gazowego olbrzyma wytropionego w konstelacji Lutni. Egzoplaneta, nazwana od teleskopu, który ją znalazł, Kepler-7b, jest niemal tak lekka jak korek. Gęstość tego ciała niebieskiego wynosi zaledwie 0,17 grama na centymetr sześcienny, korka 0,15 grama. „To jedna z najlżejszych planet, jakie do tej pory zostały odkryte”, napisali na łamach magazynu „Science” astrofizyk William Borucki i jego koledzy z NASA. Naukowcy podkreślają, że nawet obdarzeni bujną wyobraźnią autorzy powieści science fiction nie wymyśliliby tak osobliwego obiektu w kosmosie.
W maju 2011 r. zespół astronomów z udziałem polskich badaczy odkrył nową kategorię planet pozasłonecznych. To obiekty o masie podobnej do Jowisza, które nie krążą wokół swych gwiazd, lecz mkną przez Drogę Mleczną. Ich istnienie udowodnili naukowcy japońscy i nowozelandzcy realizujący projekt MOA oraz astronomowie z Uniwersytetu Warszawskiego. Ci ostatni pracowali w obserwatorium Las Campanas w Chile. Badacze prowadzili pomiary jasności gwiazd, poszukując tzw. mikrosoczewkowania grawitacyjnego. Zjawiska takie zachodzą, jeśli jakiś obiekt niebieski, zwany soczewką, np. gwiazda czy planeta, przechodzi przed inną odległą gwiazdą, bardzo blisko linii widzenia pomiędzy obserwatorem na Ziemi a gwiazdą. Pole grawitacyjne obiektu powoduje ugięcie promieniowania gwiazdy, która w następstwie tymczasowo jaśnieje. Z dokonanych obserwacji wynika, że tylko jedna czwarta nowo odkrytych egzoplanet ma gwiazdę macierzystą. Pozostałe to wędrowcy. Być może tych swobodnych planet o masie większej niż Jowisz jest dwa razy więcej niż gwiazd w naszej galaktyce. Liczba błędnych planet mniejszych od Jowisza może być jeszcze większa. Prawdopodobnie gdy planety powstawały, poruszały się po bardzo zbliżonych do siebie orbitach. Wiele zostało zepchniętych z toru lotu przez siłę grawitacji innych globów. Naukowcy nie są pewni, czy ci swobodni jeźdźcy zasługują jeszcze na nazwę planet. Niektórzy proponują, aby nazwać je szarymi karłami, inni wolą trochę skomplikowany termin „ciała niebieskie, które wcześniej nazywane były planetami”. Rozważane jest też określenie „swobodnie lecące planety”. Wypada dodać, że jeśli Ziemia zostanie wyrwana z układu ze Słońcem przez siłę grawitacji innego obiektu niebieskiego, wygaśnie na niej wszelkie życie.
Za może najbardziej zdumiewającą egzoplanetę wielu astrofizyków uważa HIP 13044b, znajdującą się bardzo daleko, w odległości 2 tys. lat świetlnych od Ziemi, w południowym gwiazdozbiorze Pieca. Ten osobliwy glob o masie co najmniej 1,25 masy Jowisza krąży wokół bardzo starej, umierającej gwiazdy HIP 13044, czerwonego karła, który spalił już paliwo wodorowe i teraz spala hel. Wcześniej ta gwiazda była czerwonym olbrzymem, znacznie zwiększyła rozmiary i pochłonęła swoje planety. Prawdopodobnie kilka innych globów zostało wtedy zniszczonych, ale HIP 13044b przetrwała. Kiedy słońce znów się skurczyło, planeta wciąż krążyła po orbicie. Konająca gwiazda w przyszłości znów się powiększy i połknie planetę, która wcześniej stanie się tzw. globem chtonicznym. Tak nazywany jest gazowy olbrzym, który utracił swoją gęstą atmosferę. Pozostało z niego tylko

wypalone skaliste jądro.

„To odkrycie jest szczególnie fascynujące, jeśli pomyślimy o dalekiej przyszłości Układu Słonecznego. Za 5 mld lat Słońce stanie się czerwonym olbrzymem i pochłonie Ziemię”, przypomina Johny Setiawan z Instytutu Astronomicznego Maksa Plancka w Königstuhl w Niemczech. Co więcej, HIP 13044b i jej gwiazda nie pochodzą z naszej galaktyki. Są częścią strumienia Helmi, będącego pozostałością karłowatej galaktyki, która została wchłonięta przez Drogę Mleczną 6-9 mld lat temu. Z powodu ogromnych odległości wykrywanie egzoplanet w innych galaktykach jest niemożliwe, jednak akt kosmicznego kanibalizmu pozwolił astronomom poznać pierwszą planetę ekstragalaktyczną.
Za najmniejszą odkrytą planetę pozasłoneczną uważana jest Kepler-10b, która orbituje wokół gwiazdy Kepler-10 w gwiazdozbiorze Smoka. Jest to planeta skalista, której promień wynosi 1,4 promienia Ziemi, a masa aż 4,6 masy naszej planety. Kepler-10b jest bardzo gęsta – jej gęstość jest zbliżona do gęstości żelaza. Ale życia na tym globie nie ma.


W poszukiwaniu drugiej Ziemi Wśród astronomów toczy się wyścig, kto pierwszy odkryje „drugą Ziemię” najbardziej podobną do naszego globu. Taki obiekt niebieski ma być skalisty i powinien orbitować w ekosferze swojej gwiazdy, gdzie panują temperatury umożliwiające istnienie wody w stanie płynnym. Ponadto „druga Ziemia” powinna wykonywać obrót wokół słońca w czasie zbliżonym do ziemskiego roku. Za najbardziej ziemiopodobną uchodzi odkryta we wrześniu 2010 r. Gliese 581g, o masie 3,2 masy Ziemi, krążąca w środkowej części ekosfery gwiazdy Gliese 581 jako jej czwarta planeta. Układ planetarny znajduje się w konstelacji Wagi, w odległości ok. 20 lat świetlnych od Ziemi. Prawdopodobnie jest to planeta skalista o masie wystarczającej do utrzymania atmosfery. Niektórzy naukowcy podają ziemiopodobny status Gliese 581g w wątpliwość. Pewne jest jednak, że globów przypominających Ziemię jest w naszej galaktyce mnóstwo. Dr Alan Boss z Carnegie Institution of Science ocenia ich liczbę na 100 mld. Podkreśla, że na wielu z nich bez wątpienia narodziło się życie. W Drodze Mlecznej kwitną tysiące cywilizacji – twierdzi Boss.
Wybitny brytyjski astrofizyk i kosmolog Stephen Hawking ostrzega jednak, że lepiej takiego spotkania trzeciego stopnia nie szukać. Wysoce inteligentne formy życia, jeśli istnieją, wędrują od jednej planety do drugiej, zużywają jej zasoby i lecą na poszukiwania następnej zdobyczy. Los Ziemian po spotkaniu z tymi kosmicznymi nomadami byłby taki sam jak Indian po wylądowaniu wyprawy Kolumba.

Wydanie: 35/2011

Kategorie: Nauka

Napisz komentarz

Odpowiedz na treść artykułu lub innych komentarzy