Wysyp Planet (Człowiek i kosmos Cz.II)

Pierwotna publikacja : 38milionow.pl

Starożytny termin „planeta” określał siedem jasnych ciał: Merkury, Wenus, Mars, Jowisz, Saturn oraz… Słońce i Księżyc. Dopiero teoria heliocentryczna (1543) uznała za planetę również Ziemię, a wyrzuciła z tego grona Słońce i Księżyc. Siódma planeta (Uran) na swoje odkrycie musiała czekać ponad 200 lat (1781). Neptun, uznany za ósmą planetę czekał niemal kolejny wiek (1846). Swój epizod jako planeta zaliczył Pluton, który w 1930 r. został pochopnie wzięty za jedną z nich, jednak pod koniec XX w. gdy za orbitą Neptuna zaczęto odkrywać podobne do Plutona obiekty, astronomowie musieli zrewidować klasyfikację i wykreślić dziewiątą planetę z Układu Słonecznego (oficjalnie w 2006 r.).

Czasem chyba nie zauważamy, w jak przełomowych czasach żyjemy – w kwestii potencjalnych podróży, a z pewnością odkryć kosmicznych. Mimo, że już nasi starożytni przodkowie znali większość okolicznych dla ziemi planet, aż do końca XX w. dołożyliśmy do tej wiedzy niewiele. Odkrycie pierwszych planet poza układem słonecznym jest wydarzeniem, które ogłoszono już za życia większości z nas (w roku 1992). Odkrywcą był Polski radioastronom Aleksander Wolszczan wraz z amerykańskim kolegą Dalem Frailem. Przez kolejne 3 lata układ Wolszczana był jedynym znanym ludziom, poza układem słonecznym.

2000 lat naszej ery dało nam znajomość zaledwie kilkunastu planet. Kolejne 16 lat zwiększyło tę liczbę do 3500! Wszystkim odkryciom w tej dziedzinie towarzyszą niezmiennie dwie myśli. Pierwsza – to inspirujące przekonanie, pełne nowych możliwości mówiące, że gdzieś w ogromie gazowych olbrzymów i raz zmrożonych, raz płonących skalistych planet, znajdziemy taką, na której możliwe będzie odetchnięcie pełną piersią i zamieszkanie. Druga myśl – rodząca raczej strach i niepewność konsekwencji – mówi, że gdzieś po drodze możemy natknąć się na innych poszukiwaczy.

Wielkim przełomem w dziejach obserwowania kosmosu była zmiana punktu obserwacyjnego z dotychczas naziemnych obserwatoriów na teleskopy pozaziemskie, umożliwiające wpatrywanie się w gwiazdy bez zniekształcającej obrazu atmosfery. Jako pierwszy został wyniesiony na orbitę ziemi w 1990r. teleskop Hubble’a, stając się jednym z najważniejszych przyrządów w historii astronomii. Nowy obraz okazał się tak ostry i wyraźny, że w 2001 r. udało się wykryć nawet atmosferę na planecie nie należącej do Układu Słonecznego, a do końca roku 2011 na podstawie danych, których dostarczył teleskop, napisano 10 000 prac naukowych.

Kolejne lata obserwacji dawały więc astronom coraz dokładniejsze dane i obrazy. Podstawowy problem w znajdowaniu planet tkwił jednak w metodzie ich rozpoznawania. Światło emitowane przez gwiazdy, wokół których krążą planety, przyćmiewało światło odbijane przez planety – co uniemożliwiało ich wykrycie. Klucz do wysypu znalezisk tkwił więc w opracowaniu metod i narzędzi obserwacji. Metody takie jak Astrometria, Efekt Dopplera czy obserwacja Pulsarów pozwoliły dokonywać odkryć już na przełomie wieków. Prawdziwym przełomem było jednak wykorzystanie metody Tranzytu w Kosmicznym Teleskopie Keplera wyniesionym na orbitę pod koniec minionej dekady (2009).

Tranzyt oznacza przejście ciała niebieskiego przez tarczę innego ciała niebieskiego. Inaczej mówiąc, gdy krążąca wokół gwiazdy planeta przesłania ją częściowo, można ją wykryć analizując nieznaczne osłabienie jasności gwiazdy. Spośród 3500 znanych nam do dziś planet Teleskopowi Keplera zawdzięczamy wiedzę o 2300 z nich.

Wydaje się wprost niesamowite, ile wiedzy można zdobyć o planecie na podstawie jej obserwacji z tak gigantycznej odległości jak kilkaset czy kilka tysięcy lat świetlnych. Na podstawie krzywej zmiany jasności można określić średnicę planety. Zmiana widma światła przechodzącego przez górne warstwy atmosfery po dokładnej analizie może dostarczać informacji na temat występujących na planecie pierwiastków. Odwrócony tranzyt pozwala zmierzyć natężenie światła samej planety co pozwala określić jej temperaturę, a nawet wykryć występowanie chmur. Prawo grawitacji wraz z obserwacjami odległości, ruchu i wzajemnych oddziaływań pozwala ustalić masę planety. Gdy dodamy do tego wiedzę o jej średnicy, możemy wyliczyć gęstość, a co za tym idzie wnioskować na temat struktury danej planety. To ogrom ciężko pojmowalnych danych, jednak astronomowie dzięki nim mogli na prawdę udać się w poszukiwanie drugiej Ziemi. A na sukcesy nie trzeba było długo czekać.

Najbliższą nam planetą, co do której wciąż mamy nadzieję, że pozwoli się skolonizować, jest Mars. Nasz bliski sąsiad. Pierwsze załogowe misje na niego planowane są na lata 2030-35. Wizje takowych mogliśmy obejrzeć w filmie Ridleya Scotta „Marsjanin”. Poza Układem Słonecznym pierwszą ziemio-podobną planetą był odkryty w 2014 roku Kepler-186f. Było to pierwszym tak wyraźnym znakiem, że Ziemia nie jest aż tak wyjątkowa, jak się nam zdawało. Indeks ESI czyli jednostka charakteryzująca podobieństwo danej planety do Ziemi wynosi zaledwie 0,64 (jest taki jak dla Marsa), będąc jednak dużo większą od Marsa planetą, Kepler 186f może utrzymywać gęstą atmosferę. Jeśli faktycznie taką atmosferę posiada, może podtrzymywać przy powierzchni wyższą i stabilniejszą temperaturę; co za tym idzie może istnieć na niej zarówno ciekła woda, jak i znane nam formy życia. 186F jest 10% większa od Ziemi i wiele wskazuje na to, że mogłaby nadać się do zamieszkania. Nie pakujmy jednak jeszcze walizek. Kepler 186f znajduje się 493 lata świetlne od Ziemi, a to daje ok. 4500 bilionów km. Nie latamy jeszcze wystarczająco szybko, by tam dotrzeć.

Aktualnie najbardziej podobną do ziemi spośród odkrytych planet jest ta wypatrzona zaledwie rok temu (23.07.2015) – Kepler 452b. Krąży po orbicie gwiazdy bardzo podobnej do Słońca, rok na niej trwa 385 dni. Gdybyśmy mieszkali na niej byłbym 2 lata młodszy. Gwiazda, wokół której krąży ma 6 miliardów lat. Nasze słońce datuje się na 4,5 miliarda lat, ale mimo różnicy wieku mają one taką samą temperaturę, a nasze słońce jest mniejsze o zaledwie 10%. Większa różnica wielkości jest między planetami. Kepler 452b jest większy o 60% od ziemi i prawdopodobnie 5 razy cięższy. A zatem oprócz tego, że byłbym tam 2 lata młodszy, byłbym dwa razy cięższy – przez większą siłę ciążenia. Widać nie tylko na Ziemi obowiązuje zasada „coś za coś”. Problem, podobnie jak w przypadku poprzedniczki, tkwi w odległości. Ta aktualnie najbardziej podobna planeta do Ziemi znajduje się 1400 lat świetlnych od nas, a więc możemy póki co jedynie do niej powzdychać, patrząc w niebo. (O naszych możliwościach pokonywaniu odległości będę pisał w kolejnym felietonie).

Teleskopy kosmiczne pozwalają nam zaglądać wgłąb kosmosu. Większość z nich jednak nie ułatwia nam dostrzegania planet, które nie emitują swojego światła. Nawet Teleskop Keplera, odpowiedzialny za wiele wspaniałych odkryć nie jest narzędziem idealnym. Metoda Tranzytu umożliwia odkrywanie planet, które przecinają linie obserwacji. Gdy spojrzysz w ciemną noc na jasny księżyc, to nawet jeśli na niebie nad Tobą przelatywać będzie stado ptaków, nie dostrzeżesz ich dopóty, dopóki nie przetną linii między Twoimi oczami a Księżycem. Dokładnie tak samo jest z obserwacją planet. Odkrywamy te, które akurat podejdą nam pod obiektyw. Nie dostrzegamy mniejszych planet. Innym razem patrzymy na gwiazdę, ale nie widzimy planety, bo jej ruch jest na tyle powolny, że nie daje się zaobserwować. Co więcej, badamy tylko wąski wycinek naszej galaktyki. Nawet jeśli odległość 1400 lat świetlnych wydaje się nie do przebycia, to Droga Mleczna ma średnicę 100 000 lat świetlnych.

Patrzymy więc w jakimś konkretnym kierunku, na odległość, na jaką pozwala nam technologia. Obserwujemy gwiazdy i szukamy krążących w okół nich planet. Ale zarówno gwiazdy jak i planety są wszędzie wokół, nie tylko tam, gdzie patrzymy. W ciągu kilku lat Teleskop Keplera odkrył ich 2300. Kolejne teleskopy, sondy i obserwacje zwrócone w dowolnym kierunku kosmosu przez kolejne lata będą odkrywać tysiące następnych. Droga Mleczna ma miliardy gwiazd. Wokół każdej z nich potencjalnie krąży cały układ planet, podobny do tego, w którym sami żyjemy. Znaleźliśmy dotąd 3500 planet z miliardów miliardów. Ten ogrom jest fascynujący, ale zmierzam do tego, że istnieje prawdopodobieństwo, że druga Ziemia może krążyć wokół którejś nie poddanej obserwacji gwiazdy. Równie podobna co Kepler 452b – albo jeszcze bardziej. A ta gwiazda może nie być oddalona o 1400 lat świetlnych, lecz tylko o kilka. A taką odległość być może uda nam się pokonać w najbliższej przyszłości.

Wciąż też nie natknęliśmy się na inną cywilizację. Przynajmniej nie ma oficjalnego donosu, bo z drugiej strony czy byłaby to informacja, którą najwyższe szczeble rządów zechciałyby się podzielić? Z całą pewnością wiemy jednak, że planety podobne do Ziemi istnieją. Znaleźliśmy ich kilka w bardzo krótkim czasie. A jeśli wśród tych 3500 planet, które poznaliśmy jest kilka podobnych do naszej, to ile bliźniaczek Ziemi jest wśród miliardów, których jeszcze nie znamy? Planety, na których astronauci będą mogli zdjąć kombinezony, a z czasem może i przyszłe pokolenia zbierać plony i budować miasta, nie są już mrzonką ani scenariuszem fantasy. Ludzkość będzie kierować się w stronę innych planet. Nie tylko wzrokiem, ale i statkami kosmicznymi, a my żyjemy w czasach, w których wszystkie te przełomy się dokonują. Warto czasem zerknąć, co nowego w kosmosie.

Autor :
Artur “Theodor” Lewandowski
www.theodormusi.com