Nauka

A planety szaleją...

Odkryto niezwykły układ planetarny

Jedna z wizualizacji odkrytego układu TRAPPIST-1 Jedna z wizualizacji odkrytego układu TRAPPIST-1 M. Kornmesser / ESO
Planet jest znacznie więcej niż gwiazd, więc szacuje się, że tych podobnych do Ziemi są w naszej Galaktyce dziesiątki milionów.
Prof. Michał RóżyczkaLeszek Zych/Polityka Prof. Michał Różyczka
Tak mniej więcej wygląda ciasny układ TRAPPIST-1.NASA/ESA Tak mniej więcej wygląda ciasny układ TRAPPIST-1.

Przemek Berg: – Czy niedawno ujawnione głośne odkrycie ciasnego układu planetarnego z siedmioma planetami podobnymi do Ziemi, tzw. TRAPPIST-1, zmienia coś w nauce o obcych światach?
Michał Różyczka: – Potwierdzonych obcych planet, których istnienia nikt nie kwestionuje, jest dzisiaj ponad trzy i pół tysiąca, więc jeśli dodamy lub odejmiemy siedem, statystycznie to nie będzie miało żadnego znaczenia. Po raz pierwszy jednak odkryto tak dużo planet krążących przy jednej gwieździe, które mają wielkość Ziemi lub są od niej mniejsze. Znamy wielkości tych planet, ale nie znamy dokładnie ich mas, przez co możemy się tylko domyślać, z czego są zbudowane. Nieduże planety, krążące blisko swojej macierzystej gwiazdy, a tak jest w tym przypadku, raczej nigdy nie są tworami gazowymi. Twardych danych na razie nie mamy, ale najprawdopodobniej są to obiekty skaliste.

Ale w układzie TRAPPIST-1 nie tylko planety są ciekawe, także gwiazda, wokół której krążą.
To prawda. Jeśli wierzyć szacunkom autorów odkrycia, jej masa to zaledwie 8 proc. masy Słońca. Jest to przypadek graniczny, to znaczy, że gdyby była tylko odrobinę mniejsza, mielibyśmy do czynienia już z brązowym karłem, a więc „nieudaną gwiazdą” o zbyt małej masie. Jednak w układzie TRAPPIST-1 jest jeszcze coś niezwykłego. Wszystkie siedem jego planet okrąża gwiazdę bardzo blisko, niemal tak jak księżyce okrążające naszego Jowisza. Wszystkie znajdują się o wiele bliżej swojej gwiazdy niż odległość Merkurego od Słońca. Zgodnie z dzisiejszą wiedzą na temat planetogenezy ten układ, taki, jakim go widzimy obecnie, właściwie nie miał prawa powstać. Jest zbyt zwarty. Przypuszcza się zatem, że planety powstały dalej od gwiazdy, po czym migrowały, zbliżając się do niej po spirali. Dość zwarte, choć nie tak jak TRAPPIST-1, układy, budzące zdziwienie swoją architekturą, już wcześniej odkrywano, choć może nie były tak liczne.

Jest to więc wyjątkowy układ egzoplanetarny?
Będę nieco cyniczny i tak powiem: obcych planet już tak wiele odkryto i tak wiele o nich donoszono, że trochę to zagadnienie spowszedniało, więc trzeba zrobić coś, by znów podgrzać atmosferę. Zwłaszcza że mówi się dużo o tym, iż kilka z tych siedmiu planet krąży w tzw. ekosferze, a więc być może jest tam woda, a nawet życie itd. Nie tak prędko. W tej chwili zbyt mało wiemy. Jest za to raczej pewne, że gwiazdy małe i najmniejsze są niebezpieczne dla życia, ponieważ rozbłyskują, są bardzo zmienne, o wiele bardziej niż nasze Słońce.

Gwiazda w TRAPPIST-1 świeci wprawdzie 2 tys. razy słabiej niż Słońce, jednak przy rozbłysku emituje tyle groźnego ultrafioletu i promieniowania rentgenowskiego ile nasza gwiazda albo jeszcze więcej. Poza tym planety są tak blisko swojej gwiazdy, że wiatr gwiazdowy może oddziaływać na nie zbyt mocno, silnie zaburzając lub wręcz „zdmuchując” ich atmosfery. Trudno sobie wyobrazić życie w takich warunkach. Wreszcie, ponieważ planety te są bardzo blisko siebie, silnie oddziałują jedna na drugą, w związku z tym rodzi się pytanie o stabilność tego systemu. Szereg symulacji przeprowadzonych przez badaczy tego układu zakończyło się jego katastrofą w skali milionów lat. Nie deprecjonuję tego odkrycia, uważam jedynie, że czytelnikom należy się pełna informacja.

Czy fakt, że teleskop Keplera odkrył bardzo wiele obcych planet, spowodował powstanie zupełnie nowej gałęzi w badaniach kosmosu, egzoplanetarnej właśnie?
Nie. Zresztą misja Keplera nie wzięła się znikąd. Nowa gałąź powstała już na początku lat 90. ubiegłego wieku, gdy stworzono tzw. masową fotometrię, która polega na systematycznych obserwacjach jasności milionów, a dzisiaj już miliardów gwiazd. Polscy uczeni związani z programem OGLE mieli tu bardzo istotny udział. Teleskop Keplera wniósł to, że działał w kosmosie i mógł śledzić nawet bardzo małe zmiany jasności gwiazd. Jednak sama idea obserwowania tych jasności wzięła się z fotometrii masowej, choć ta metoda badawcza nie była skupiona na poszukiwaniu planet. Ale potem w tej mierze okazała się niezwykle przydatna.

A jaki był udział w tej rewolucji egzoplanetarnej prof. Aleksandra Wolszczana?
Prof. Wolszczan jest radioastronomem i robił zupełnie inne rzeczy. Badał zmiany częstotliwości w radiowych pulsach gwiazdy neutronowej i odkrył, że ma ona planetarnego towarzysza.

I to prof. Wolszczan był pierwszy?
Oczywiście, i to jemu jak najbardziej należy się laur pierwszeństwa.

Skąd moda w nauce na poszukiwanie obcych planet, zwłaszcza takich, które mogą przypominać Ziemię?
Temat ten ciągle jest chwytliwy i wciąż na badania te przeznacza się sporo pieniędzy, to prawda, jednak wszyscy czekają na jakiś przełom. Wiemy, że planet w kosmosie jest więcej niż gwiazd, odkryliśmy już ponad trzy tysiące obcych światów, ale chcielibyśmy się o nich dowiedzieć czegoś więcej ponad to, że istnieją. Jak one wyglądają, czy mają atmosfery, z czego są zbudowane?

Obecne metody badawcze nie pozwalają dokonać takiego przełomu, ale już kosmiczny teleskop Jamesa Webba, następca teleskopu Hubble’a, który zacznie działać za rok, czy budowany w Chile Ekstremalnie Duży Teleskop Europejski pozwolą nam sięgnąć znacznie dalej. Jak daleko? Już teraz jest możliwe wyłączenie światła gwiazdy w obserwacji i uzyskanie w ten sposób obrazu planety. Dzisiaj jest to możliwe tylko dla planet bardzo dużych i orbitujących bardzo daleko od gwiazdy. Nie są to drugie Ziemie. Nowe, potężne teleskopy najpewniej pozwolą nam zrobić to samo dla mniejszych planet krążących po ciaśniejszych orbitach. Może nie wszystkie zaobserwujemy optycznie, ale będziemy w stanie wyłapać ich widma i stwierdzić, czy zawierają metan, ozon, parę wodną. Zwłaszcza ozon, bo ten jest dość łatwo wykrywalny.

O czym powie nam na przykład obecność ozonu?
Powie nam, że na planecie jest tlen. A tlen to życie. Metan z kolei może mieć źródła organiczne, natomiast istnienie pary wodnej pozwoli stwierdzić obecność wody.

Czy odkryjemy drugą Ziemię?
Z pewnością. Jak już mówiłem, planet jest znacznie więcej niż gwiazd, więc szacuje się, że tych podobnych do Ziemi są w naszej Galaktyce dziesiątki milionów. Należy jednak pamiętać, że nawet jeśli odkryjemy układ z planetą bardzo podobną do Ziemi, która do tego okrąża gwiazdę w ekosferze, to to jeszcze wcale nie będzie oznaczać, że jest na niej życie.

Jednak gdzieś w podtekście wszystkich tych poszukiwań obcych planet i drugich Ziem leży marzenie o tym, że w kosmosie jest inne życie, a także tęsknota ludzkości za obcymi cywilizacjami.
Moim zdaniem można być praktycznie pewnym, że proste formy życia powstały na wielu planetach, a to z tego względu, że przestrzeń międzygwiazdowa jest wspaniałym laboratorium chemicznym, w którym same z siebie powstają skomplikowane związki. Jeszcze bardziej skomplikowane powstają w dyskach protoplanetarnych, w których kształtują się planety. Na przykład aminokwasy. Odkryto je w meteorytach, w tzw. chondrytach węglistych, i wiemy – ze względu na ich prawoskrętność – że są to na pewno aminokwasy pochodzenia kosmicznego. Aminokwasy powstające na Ziemi są lewoskrętne. Czyli budulec organizmów żywych powstaje masowo; to samo można niemal z pewnością powiedzieć o prostych formach życia. Jednak od tych prostych form do bardziej skomplikowanych droga jest niezmiernie daleka. Na Ziemi jej pokonywanie trwało prawie cztery miliardy lat.

Nie wiemy, jakie jest prawdopodobieństwo zaistnienia łańcucha przyczynowo-skutkowego podobnego do tego, który sprawił, że siedzimy sobie tu teraz i rozmawiamy o planetach. Być może taki ciąg zdarzeń jest tak mało prawdopodobny, że przytrafia się tylko raz w galaktyce, a może nawet tylko raz w całym kosmosie. Artur C. Clarke, znany pisarz science-fiction, powiedział, że albo jesteśmy sami we Wszechświecie, albo nie jesteśmy sami – i obie te możliwości są równie przerażające.

Czy to by wiele zmieniło w naszym życiu, gdyby się okazało, że jakieś, nawet to proste, życie jednak w kosmosie istnieje?
Bardzo trudno powiedzieć. Wydaje się na przykład, że wierzący ludzie, przynajmniej niektórzy z nich, mogliby mieć pewien problem, gdyby się okazało, że gdzieś w kosmosie istnieją inne cywilizacje, bo trudno byłoby im to pogodzić z ewangelią i odkupieniem. Poza tym nie wiem, jakie ten fakt miałby dla nas znaczenie i co by zmienił. To czysta fantastyka.

A w naszym Układzie Słonecznym? Chyba wciąż jeszcze się nie wyklucza, że gdzieś znajdziemy proste formy życia lub ślady ich istnienia. Chociaż na Marsie chyba tych form już nie znajdziemy.
Wcale nie jest powiedziane. Na Marsie wciąż mogą takie proste formy istnieć. Poza tym mogą istnieć na lodowych księżycach naszych dużych planet, na Tytanie, na Enceladusie czy Europie. Księżyce te mają wodne oceany pod swoimi skorupami i tam proste formy życia mogły się narodzić i może nawet wciąż trwać. Życie jest nieprawdopodobnie wytrzymałe. Niedawno uczeni z niemieckiego Fraunhofer Institute for Cell Therapy wysłali na Międzynarodową Stację Kosmiczną proste algi, które astronauci wywiesili za okno, to znaczy umieścili w próżni kosmicznej. Po 16 miesiącach przeniesiono algi z powrotem na pokład stacji – wtedy okazało się, że one wciąż żyją i mają się znakomicie.

rozmawiał Przemek Berg

***

Prof. Michał Różyczka od 1995 r. pracuje w Centrum Astronomicznym im. Mikołaja Kopernika PAN w Warszawie. Do 2006 r. jego specjalnością naukową były komputerowe symulacje procesów powstawania gwiazd i planet. Obecnie bada gwiazdy zmienne w gromadach kulistych. Jest autorem ponad 180 prac naukowych i ok. 400 artykułów popularnonaukowych.

Więcej na ten temat
Reklama

Czytaj także

Społeczeństwo

Ukraińska kelnerka o swojej pracy w polskich hotelach

Kobiety traktują nas jak powietrze, mężczyźni często proponują nam seks, a dzieci uważają za służące, którym nie należy się szacunek – opowiada Ukrainka, która od czterech lat pracuje na polskim wybrzeżu.

Katarzyna Zdanowicz
17.07.2019
Reklama

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

Powrót na stronę główną