Czy w kosmosie jest druga Ziemia?

Kandydatki na Ziemię
Astronomowie nie znaleźli jeszcze drugiej takiej planety jak Ziemia, ale najwyraźniej są na jej tropie. W naszej Galaktyce mogą ich być miliony – a wśród nich takie, które nadają się do zamieszkania.
Planeta 51 Pegasi b w drodze wokół swojego 'Słońca'.
Cal Tech

Planeta 51 Pegasi b w drodze wokół swojego "Słońca".

Gdy na początku 1992 r. Aleksander Wolszczan odkrył pierwsze planety pozasłoneczne, wielu astronomów traktowało je jako coś w rodzaju cielęcia z dwiema głowami. Nie dość, że zamiast normalnej gwiazdy obiegały rozsiewający zabójcze promieniowanie obiekt – pulsar, który przypominał jądro atomowe o rozmiarach Ziemi, to jeszcze nikt nie miał pojęcia, skąd się przy nim wzięły. Ich dziwaczność napawała jednak optymizmem, bo jeśli powstały i przetrwały w tak skrajnie niesprzyjającym środowisku – rozumowali naukowcy – to należy się spodziewać, że towarzyszą także zwykłym gwiazdom.

Rozumowanie było poprawne. 6 października 1995 r. Michel Mayor i Didier Queloz z Obserwatorium Genewskiego ogłosili odkrycie planety krążącej wokół bliźniaczo podobnej do Słońca gwiazdy 51 Pegasi, którą można dostrzec gołym okiem w jesiennym gwiazdozbiorze Pegaza. Nie obeszło się jednak bez zaskoczenia. Nowa planeta, którą nazwano 51 Pegasi b, miała wielkość Jowisza, ale obiegała swoje słońce po orbicie znacznie ciaśniejszej od orbity Merkurego. Rok trwał na niej 4,23 doby, a temperaturę jej atmosfery oszacowano na ponad 700˚C. Ten infernalny układ planetarny jest zaledwie 51 lat świetlnych od Słońca, czyli w skali kosmicznej tuż obok nas.

Są ich tysiące

Dwaj Szwajcarzy tyleż zelektryzowali środowisko astronomiczne, co je spolaryzowali. „Takie coś po prostu nie może istnieć” – zawyrokowali teoretycy, którzy całą swoją wiedzę opierali na obserwacjach Układu Słonecznego. „To jakiś błąd w obserwacjach lub opracowaniu danych” – zawtórowało im wielu obserwatorów. Jednak już po kilku dniach obserwacje Mayora i Queloza zostały potwierdzone przez korzystający z własnych danych zespół amerykański. Ale nawet wtedy trudno byłoby znaleźć astronoma, który spodziewałby się, że już za 15 lat liczba znanych planet pozasłonecznych zbliży się do tysiąca.

Tak szybki postęp był możliwy dzięki prawdziwie pospolitemu ruszeniu, jakim naukowcy zareagowali na pojawienie się nowego pola badań. Liczba zespołów zajmujących się pozasłonecznymi układami planetarnymi idzie dziś co najmniej w dziesiątki, jeżeli nie w setki. Co więcej, okazało się, że do odkrywania planet nie potrzeba ani olbrzymich teleskopów, ani superdokładnych instrumentów – wystarcza sprzęt, na który z niesmakiem spojrzałby niejeden zaawansowany miłośnik astronomii. Owszem, najważniejszych odkryć nadal dokonują świetnie wyposażeni profesjonaliści. Ale stwierdzić, że jakąś niezbyt słabą gwiazdę obiega planeta wielkości Jowisza, da się już za pomocą zwykłego obiektywu o średnicy 10 cm i ogniskowej 30 cm (pod warunkiem, że jest on wyposażony w odpowiednią matrycę CCD).

Proste i tanie przyrządy nie rozpowszechniły się jednak od razu. Mayor i Queloz korzystali z teleskopu o średnicy 2 m, który współpracował z wysokiej klasy spektrografem. Nie zobaczyli jednak 51 Pegasi b (nikt nie zobaczył jej zresztą do dzisiaj). Jej obecność wykryli dzięki zjawisku zwanemu efektem Dopplera, które obserwujemy za każdym razem, gdy spotykamy jadący na sygnale ambulans. Ton zbliżającej się syreny jest wyższy niż nieruchomej względem nas, zaś oddalającej się – niższy. W pierwszym przypadku częstotliwość fal dźwiękowych rośnie; w drugim maleje. Tak samo zachowują się fale świetlne. Gdy źródło jednobarwnego światła (na przykład zielonego) zbliża się do nas, widzimy je jako nieznacznie „poniebieszczone”, zaś gdy się oddala – jako „poczerwienione”.

Co to ma wspólnego z układem 51 Pegasi? Otóż stwierdzenie: „planeta krąży wokół gwiazdy”, jest prawdziwe tylko w przybliżeniu. W rzeczywistości oba obiekty krążą wokół wspólnego środka masy. Gdyby Słońcu towarzyszył tylko Jowisz, środek masy tej pary byłby tuż nad powierzchnią naszej gwiazdy, która krążyłaby wokół niego z prędkością 12,5 m/s. Częstotliwość emitowanych przez nią fal świetlnych zmieniałaby się przy tym w granicach ±0,000004 proc., co dobrze obrazuje trudności techniczne związane z wykrywaniem takich ruchów. 51 Pegasi b zmusza swoją gwiazdę do krążenia z prędkością około 50 m/s. Zmiany częstotliwości są w tym przypadku czterokrotnie większe, ale i tak ich zmierzenie było wielkim sukcesem.

Najdokładniejsze przyrządy astronomiczne określają dziś częstotliwość fal świetlnych z dokładnością ±0,0000001 proc., co odpowiada mierzeniu odległości Warszawa–Kraków z błędem nieprzekraczającym jednej trzeciej milimetra. Można dzięki temu obserwować ruch z prędkością 1 m/s, a w praktyce – wykrywać planety o masie kilkakrotnie większej od masy Ziemi na orbitach równie ciasnych jak orbita 51 Pegasi b. To już jednak kres możliwości, który z jednej strony wyznaczony jest przez wahania warunków na powierzchni Ziemi, a z drugiej – przez chaotyczne ruchy w atmosferze obserwowanej gwiazdy. Astronomowie zamieszkujący jakąś pozasłoneczną planetę nigdy nie wykryliby w ten sposób Ziemi, która zmusza Słońce do krążenia z prędkością zaledwie 9 cm/s.

Czytaj także

Aktualności, komentarze

W nowej POLITYCE

Zobacz pełny spis treści »

Poleć stronę

Zamknij
Facebook Twitter Google+ Wykop Poleć Skomentuj

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną