Zagadki setnej planety

Autor: Jan Piaseczny | 30 września, 2002

Astronomowie co miesiąc odkrywają globy poza Układem Słonecznym

To odkrycie ma rangę symbolu. Astronomowie wytropili w odległych przestrzeniach kosmosu setną planetę pozasłoneczną. Mnożą się dowody, że we wszechświecie podobne do Ziemi ciała niebieskie występują często.
„Jubileuszowy” obiekt ma 1,2 masy naszego Jowisza i okrąża gwiazdę Tau 1 Gruis, znajdującą się w konstelacji Żurawia i oddaloną sto lat świetlnych od Ziemi. Jak stwierdził jeden z odkrywców, Hugh Jones z John Moores University w Liverpoolu, planeta mknie po orbicie kolistej, w odległości 2,5 jednostek astronomicznych od swej gwiazdy (375 mln km, jednostka astronomiczna to średnia odległość Ziemi od Słońca). Dla porównania Jowisz orbituje w odległości 5,2 jednostek astronomicznych od Słońca.
Ciało niebieskie w gwiazdozbiorze Żurawia uznano za setną odkrytą planetę pozasłoneczną, chociaż dokładna statystyka nie jest możliwa. Zdarza się, że dwa zespoły astronomów wytropią planety jednocześnie lub domniemana planeta okaże się plamą na powierzchni gwiazdy. W każdym razie Encyklopedia Planet Pozasłonecznych, prowadzona przez Obserwatorium Paryskie, opisuje już 101 obiektów, i to bez ostatniego odkrycia.
A przecież zaledwie 20 lat temu wśród astronomów toczyła się ostra dyskusja, czy Układ Słoneczny jest jedyny w swoim rodzaju, czy też planety wykształciły się również wokół innych gwiazd.
W debacie tej uczestniczyli etycy i filozofowie. Chodziło wszak o to, czy życie pojawiło się wyłącznie na Ziemi, która byłaby tym samym planetą „uprzywilejowaną”, czy też może jest zjawiskiem powszechnym w kosmosie.
Rozważania te długo miały charakter teoretyczny.

Blask domniemanych planet był za słaby,

by mogły je wypatrzyć najsilniejsze ziemskie teleskopy. Naukowcy starali się więc „upolować” te ciała niebieskie innymi sposobami – poszukiwali wywoływanych przez nie kosmicznych zjawisk. Planety emitują słabe światło odbite, ale mają masę, której siła grawitacji lekko zaburza ruch macierzystych gwiazd. Jeśli dana gwiazda „kołysze się” jak wahadło, w jej pobliżu prawie na pewno krąży duży obiekt niebieski.
Pierwszym, który wytropił pozasłoneczne globy, jest polski astronom Aleksander Wolszczan, pracujący w Stanach Zjednoczonych, a także na Uniwersytecie im. Mikołaja Kopernika w Toruniu. W 1992 r., wykorzystując największy na świecie radioteleskop o średnicy czaszy 305 m, a znajdujący się w Arecibo w Portoryko, wykrył, że wokół pulsara PSR B1257+12, oddalonego od Ziemi o 1,5 tys. lat świetlnych, krążą co najmniej trzy planety. Pulsar, czyli gwiazda neutronowa, to szybko wirująca gwiazda (do tysiąca obrotów na sekundę), pozostałość po wybuchu supernowej. Ten zadziwiający obiekt niebieski wypluwa we wszystkie strony zabójcze promieniowanie rentgenowskie. Dlatego odnaleziony przez Aleksandra Wolszczana układ jest „martwy”.
Na bardzo gorących (zapewne kilkaset stopni Celsjusza na powierzchni), „pulsarowych” planetach

nie mogło rozwinąć się życie.

Wolszczanowskie globy nie krążą wokół „normalnej” gwiazdy, toteż niektórzy uznają, że pierwszymi odkrywcami planety pozasłonecznej stali się w 1995 r. szwajcarscy badacze Michel Mayor i Didier Queloz. Zlokalizowali oni obiekt obiegający gwiazdę 51 Pegasi odległą „tylko” o 50 lat świetlnych od Ziemi. Potem odkrycia planet pozasolarnych stały się codziennością. Niemal co miesiąc odkrywano taki obiekt.
Niestety, planety te to przeważnie ogromne gazowe kule bez twardej powierzchni przypominające Jowisza. Część z nich krąży bardzo blisko swoich gwiazd, niekiedy 10 razy bliżej, niż Merkury okrąża Słońce. Olbrzymy te są więc rozgrzane jak piec hutniczy, ich powierzchnie chłoszcze mordercze promieniowanie ultrafioletowe. Nie ma mowy, aby pojawiło się na nich życie.
Nie znaczy to, że wokół obcych słońc nie ma planet o mniejszych rozmiarach. Przy obecnych metodach najmniejsze globy, jakie można wykryć, mają masę co najmniej 30 razy większą od masy Ziemi. Gdyby inteligentne istoty z innych światów, używające podobnej aparatury, obserwowały nasz Układ Słoneczny, zidentyfikowałyby Jowisza i może Saturna, ale nie Ziemię czy Marsa, zbyt małe obiekty, i nie Neptuna czy Urana, zbyt oddalone od Słońca, by spowodować jego „zataczanie się”.
Analizując setkę dalekich planet, można wyciągnąć ważne wnioski dotyczące innych systemów słonecznych. Astronomowie obserwowali wszystkie gwiazdy znajdujące się w promieniu 100 lat świetlnych od Ziemi. Było ich tysiąc, przy czym okazało się, że co dziesiąta ma planety. W naszej Galaktyce z 300 mld gwiazd jest więc około 30 mld systemów planetarnych, przy czym w większości spośród nich mogą znajdować się obiekty podobne do Ziemi. Prawdopodobieństwo istnienia życia we Wszechświecie jest zatem znaczne, tym bardziej że na niektórych planetach zapewne znajduje się woda. W połowie września zespół astronomów włoskich, którym kieruje Cristiano Cosmovici z Instytutu Nauk Kosmicznych i Planetarnych w Rzymie, ogłosił

wykrycie śladów wody

w atmosferach globów w trzech systemach planetarnych. 32-metrowy teleskop pod Bolonią wytropił radiacje mikrofalowe, które emituje prawdopodobnie atmosferyczna woda pod wpływem podczerwonego światła z pobliskiej gwiazdy.
Najwyraźniejsze ślady wody pochodzą z trzech gazowych gigantów krążących wokół gwiazdy Upsilon Andromedae w odległości 50 lat świetlnych od Ziemi.
Uprzednio astronomowie przypuszczali, że nasz Układ Słoneczny jest jedynym w swoim rodzaju lub bardzo rzadkim systemem. Liczne odkryte planety poruszają się bowiem albo po bardzo ciasnych orbitach – tak że są niezwykle gorące, albo po orbitach bardzo wydłużonych – tak że oddalają się od swych gwiazd na ogromne odległości, bardzo się ochładzając. Coraz częściej jednak znajdowane są globy podobne do Jowisza nie tylko rozmiarami, ale także kołową orbitą (po jakich poruszają się planety wokół Słońca). Mnożą się dowody, że w kosmosie jest wiele systemów planetarnych podobnych do naszego, w których małe, skaliste globy krążą bliżej gwiazdy, zaś gazowe olbrzymy dalej. Brytyjski łowca planet, Hugh Jones, wyjaśnia: „Początkowo znajdowaliśmy obiekty będące dalekimi kuzynami globów naszego Układu Słonecznego, obecnie spotykamy bliższych krewnych. Jesteśmy już blisko naszych planetarnych braci i sióstr”.

Darwin i Kepler
Pieniędzy na tropienie planet nie brakuje. Odkąd amerykańska agencja kosmiczna NASA rzuciła chwytliwe hasło „Szukajmy drugiej Ziemi”, znaleźli się sponsorzy. Ale pozasłonecznego globu podobnego do Ziemi nie uda się znaleźć obecnymi metodami. Poszukiwania trzeba prowadzić z kosmosu. W 2015 r. Europejska Agencja Kosmiczna w ramach programu badawczego „Darwin” zamierza umieścić w przestrzeni kosmicznej zespół pięciu sprzężonych jednometrowych teleskopów. Ten „superteleskop” będzie w stanie wykonać zdjęcia nawet dalekich i niewielkich obiektów niebieskich. Analiza światła obcych planet pozwoli ustalić skład elementów chemicznych ich powierzchni. Wcześniej, w 2007 r., NASA planuje wysłać statek kosmiczny Kepler na orbitę okołosłoneczną. Przez cztery lata Kepler będzie obserwował jednocześnie 100 tys. gwiazd, poszukując ciał podobnych do Ziemi. Jeżeli istnieją, wykryje je na pewno. Niestety, będą to dalekie obiekty. Słońca objęte programem Keplera znajdują się w odległości od 500 do 1000 lat świetlnych.