Poza Ziemią - jest wiele światów

Kepler czesze niebo
Kosmiczny Teleskop Kepler pracuje niewiele ponad rok, ale już dokonał kilku ważnych odkryć. Między innymi planety podobnej do Ziemi oraz systemu, w którym gwiazdę okrąża aż sześć planet.
Kepler już na orbicie współsłonecznej, w takiej samej odległości, jaka dzieli Ziemię od Słońca.
NASA/Ames Research Center

Kepler już na orbicie współsłonecznej, w takiej samej odległości, jaka dzieli Ziemię od Słońca.

Kepler krąży po orbicie heliocentrycznej – a więc obiega Słońce dokładnie tak samo jak Ziemia (a nawet w tej samej odległości). Przewidziano, że będzie w kosmosie 3,5 roku – może nieco dłużej – i zbada jasność 150 tysięcy gwiazd na pograniczu gwiazdozbiorów Łabędzia i Lutni.

Dlatego akurat tam? Ten obszar kosmosu jest bogaty w gwiazdy podobne do naszego Słońca – czyli należące do tzw. ciągu głównego żółte karły. Obserwuje fragment nieba w odległości trzech tysięcy lat świetlnych od nas. Jego głównym zadaniem jest poszukiwanie obcych planet, czyli  tzw. egzoplanet. Tych wprawdzie odkryto już wcześniej wiele – kilkaset – jednak w zdecydowanej większości są to olbrzymy gazowe typu jowiszowego, najczęściej też samotnie okrążające macierzyste gwiazdy.

Teleskop Kosmiczny Kepler ma znaleźć planety mniejsze, skaliste,  typu ziemskiego i orbitujące wokół gwiazd w tak zwanej habitable zone. A więc nie za daleko i nie za blisko od słońca - w strefie, pozwalającej wodzie trwać w stanie płynnym. Uważa się, że jest to raczej niezbędne, by na obcej planecie zaistniały warunki do powstania życia.  Poszukuje też układów gwiazd z  wieloma planetami, czyli podobnych do naszego. Ostatnie odkrycia teleskopu Kepler każą przypuszczać, że jego misja wkrótce zostanie wypełniona.

 Jak szukać obcych?

W poszukiwaniu egzoplanet stosuje się dwie główne metody. Pierwsza, to tak zwana spektroskopia dopplerowska, która  bada prędkości radialne gwiazd. Prędkość radialna gwiazdy zmienia się, gdy posiada ona orbitującego towarzysza, w tym przypadku planetę, który wpływa na nią grawitacyjnie.  Gwiazda wówczas lekko oddala się i przybliża w stosunku do obserwatora.  Gdy gwiazda się oddala, prędkość jest dodatnia (linie widmowe gwiazdy przesuwają się wtedy w kierunku większych długości fal). Odwrotnie jest w przypadku, gdy gwiazda się przybliża.

Badania prędkości radialnych były dotychczas najczęściej stosowane już w obserwacjach prowadzonych z Ziemi. Szkopuł tej metody jest taki, że im mniejszy towarzysz gwiazdy, tym mniej na nią wpływa i tym trudniej jest zbadać jej prędkości radialne.

Dlatego łowcy obcych planet zastosowali do obserwacji jeszcze inną metodę, zwaną tranzytem. Gdy planetarny towarzysz gwiazdy przesuwa się na tle jej tarczy, wywołuje okresowe jej pociemnienie (zabiera część jej promieniowania).  Analizując jego intensywność i czas, można obliczyć promień planety i okres jej obiegu. Oczywiście i w tej metodzie są ograniczenia. Najlepiej wykrywa ona duże planety, okrążające stosunkowo małe gwiazdy. Poza tym badania prowadzone z Ziemi są narażone na wiele zakłóceń.

Stąd pomysł, by przenieść je w kosmos. Takie były założenia misji Keplera.  Miał się on stać najważniejszym narzędziem poszukiwania obcych planet metodą tranzytową.

Teleskop wyposażono w potężny 95-centymetrowy fotometr (teleskop) z matrycą 44 bardzo czułych układów CCD, czyli takich, jakie stosuje się w nowoczesnych aparatach cyfrowych. W sumie czułość teleskopu Keplera to 95 megapikseli. Dane z matrycy CCD odbierane są co trzy sekundy.  Jego zadaniem jest odkrycie co najmniej 50 planet nie większych od Ziemi, 185 planet  o 1,3 średnicy Ziemi i 640 planet o średnicy równej 2,2 średnicy Ziemi. Takie jest założenie teoretyczne.

Planetarne odkrycia

W zeszłym roku Teleskop Keplera odkrył pierwszy układ kilku (trzech) planet okrążających gwiazdę Kepler -9. Dwie większe mają rozmiary porównywalne z Saturnem. Pierwsza z nich (nazwana Kepler -9b) okrąża gwiazdę w okresie 19 dni, druga zaś (Kepler-9c) w okresie 39 dni. Znając rozmiary i masę planet, uczeni mogli wydedukować, z czego są zbudowane. Przeważają w nich lekkie pierwiastki, a więc wodór i hel. Przypominają więc Jowisza z naszego układu słonecznego.

W końcu ubiegłego roku teleskop odkrył też niezwykły system Kepler-11. Zawiera on aż sześć planet, z czego niektóre o unikalnych rozmiarach dwóch i trzech rozmiarów Ziemi – nie występujących nigdzie w naszym układzie słonecznym. Pięć z nich okrąża macierzystą gwiazdę niezwykle blisko, znacznie bliżej niz Merkury nasze Słońce.

W styczniu tego roku portale naukowe obiegła sensacyjna wiadomość: Kepler odkrył planetę jedynie nieznacznie większą od Ziemi, która jest ciałem skalistym. Tego odkrycia spodziewali się wszyscy badacze nieba – mamy wreszcie w kosmosie naszego „brata bliźniaka”! Krąży w układzie gwiazdy Keper -10. Gwiazda ta podobna jest do naszego Słońca, tyle że znacznie od niego starsza. Znajduje się  w odległości 560 lat świetlnych od nas. 

Należąca do niej planeta Kepler-10b jest nieco większa od Ziemi, jej średnica przekracza ziemską o 40 proc., jest też masywniejsza. Obliczono też, że okrąża macierzysta gwiazdę w odległości zaledwie 2,5 mln km, czyli znacznie bliższej aniżeli Merkury nasze Słońce (dla porównania, Ziemia jest oddalona od Słońca średnio o 150 milionów km). To oznacza, że na powierzchni Kepler 10-b jest niezwykle gorąco (ok. 1800 stopni Celsjusza) i raczej trudno spodziewać się, by zaistniały na niej warunki, w których mogłoby narodzić się i przetrwać życie. Powierzchnia Kepler-10b to płynne skały.

Jest to jednak pierwsza egzoplaneta o budowie skalistej. Tym samym po raz pierwszy potwierdzono, że wokół obcych gwiazd mogą krążyć niewielkie planety przypominające rozmiarami i budową Ziemię. Wprawdzie Kepler-10b leży poza habitable zone, ale jego odkrycie dowodzi, że planety skaliste typu ziemskiego nie są w kosmosie wyjątkiem.

Następny krok to odnalezienie planety wielkości Ziemi, która będzie odpowiednio oddalona od swojej macierzystej gwiazdy. Woda mogła by istnieć na niej w postaci płynnej. A skoro byłaby woda, lub tylko warunki niezbędne do jej istnienia, mogły by pojawić się rośliny lub nawet drobnoustroje. A skoro drobnoustroje, może też jakieś bardziej skomplikowane zwierzęta. A jeśli zwierzęta… i tak dalej.

Czytaj także

Co nowego w nauce?

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