Egzoplanetya
O odkryciach egzoplanet z ostatnich lat można by powiedzieć, że doskonale obrazują ludzką naturę, w której zaspokojenie ciekawości daje radość i satysfakcję tylko na moment. Bo zaraz rodzą się nowe pytania i problemy do przezwyciężenia, aby można było dotrzeć do kolejnych odpowiedzi. 3,5 tys. planet i przekonanie, że ciała takie są w kosmosie powszechne? I co z tego, że o tym wiemy, skoro nie wiemy, z czego się te dalekie obiekty składają? Czy mają atmosfery, a jeśli mają, to czy można nimi oddychać? Czy nadają się do życia, a jeśli tak, to czy życie tam jest?
Siedem planet z potencjalnie ciekłą wodą
Jedną z wiadomości roku jest odkrycie przez NASA oraz Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) systemu planetarnego gwiazdy TRAPPIST-1, w którym naliczono aż siedem planet typu ziemskiego. W dodatku, jak na skale kosmiczne, układ jest relatywnie bliski, bo oddalony od nas zaledwie o 40 lat świetlnych.
Historia odkrycia planet wokół gwiazdy TRAPPIST-1 sięga końca 2015 r. Wtedy to, dzięki obserwacjom przy pomocy belgijskiego robotycznego teleskopu TRAPPIST w Obserwatorium La Silla w Chile, udało się odkryć trzy planety. Ogłoszono to w maju 2016 r. i kontynuowano badania. Silnego impulsu do dalszych poszukiwań dostarczyły obserwacje potrójnego tranzytu planet (czyli ich przejścia na tle tarczy Słońca) 11 grudnia 2015 r., dokonane przy pomocy teleskopu VLT w Obserwatorium Paranal. Poszukiwania kolejnych planet odniosły sukces - niedawno ogłoszono, iż w systemie znajduje się siedem planet o rozmiarach zbliżonych do Ziemi, a na części z nich mogą znajdować się oceany ciekłej wody (1).
Gwiazda TRAPPIST-1 jest dużo mniejsza niż nasze Słońce - ma zaledwie 8% jego masy i 11% średnicy. Wszystkie siedem planet orbituje też znacznie bliżej swojej gwiazdy niż Merkury wokół Słońca. Okresy orbitalne wynoszą odpowiednio: 1,51 dnia / 2,42 / 4,05 / 6,10 / 9,20 / 12,35 i ok. 14-25 dni (2).
Obliczenia dla założonych modeli klimatycznych sugerują, że najlepsze warunki dla istnienia wodnych oceanów panują na planetach TRAPPIST-1 e, f oraz g. Planety bliższe są przypuszczalnie zbyt ciepłe, a z kolei najdalsza jest za zimna. Nie można jednak wykluczyć, iż w przypadku planet b, c, d woda występuje na niewielkich fragmentach powierzchni, podobnie jak mogłaby istnieć na planecie h - jeśli zachodziłby jakiś dodatkowy mechanizm jej ogrzewania.
Zapewne planety z układu TRAPPIST-1 będą celem intensywnych badań w kolejnych latach, gdy pracę rozpoczną teleskopy kolejnej generacji, takie jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (następca Kosmicznego Teleskopu Hubble’a), czy budowany przez ESO teleskop E-ELT o średnicy prawie 40 m. Naukowcy będą chcieli sprawdzić, czy wokół tych planet rozciąga się atmosfera, oraz poszukać oznak występowania na nich wody.
Choć aż trzy planety znajdują się w tzw. ekosferze wokół gwiazdy TRAPPIST-1, jednak szanse na to, by były gościnnymi miejscami, są dość niewielkie. To bowiem bardzo zatłoczona okolica. Najdalsza planeta układu znajduje się sześć razy bliżej swojej gwiazdy niż Merkury względem Słońca. Planety w tym układzie są mniej zróżnicowane, jeśli idzie o rozmiary niż kwartet z naszego Układu Słonecznego (Merkury, Wenus, Ziemia i Mars). Ciekawiej jest natomiast pod względem gęstości.
Planeta f - środkowa z tych w ekosferze - ma gęstość zaledwie 60% gęstości Ziemi, planeta c natomiast jest aż 16% gęściejsza od Ziemi. Wszystkie najprawdopodobniej są planetami skalnymi. Nie należy się jednocześnie zbytnio sugerować tymi danymi w kontekście przyjazności dla życia. Patrząc bowiem na te kryteria, można by np. sądzić, że Wenus powinna być lepszą kandydatką dla życia i kolonizacji od Marsa. Tymczasem z wielu powodów to Mars jest znacznie bardziej obiecujący.
Jak więc to wszystko, co wiemy, przekłada się na szanse na istnienie życia na TRAPPIST-1? Cóż, sceptycy mimo wszystko oceniają je jako marne.
Gwiazdy mniejsze od Słońca cechuje długowieczność, co dawałoby masę czasu na ewolucję życia. Niestety, są one też bardziej kapryśne - wiatr słoneczny w takich układach jest mocniejszy, a potencjalnie śmiercionośne rozbłyski bywają częste i intensywniejsze.
Ponadto są to gwiazdy chłodniejsze, więc ich ekosfery znajdują się bardzo, bardzo blisko nich. Dlatego szansa, że tak umiejscowiona planeta będzie regularnie wyjaławiana z życia, jest bardzo duża. Trudno jej będzie również zachować atmosferę. Ziemia utrzymuje swoją delikatną otoczkę dzięki polu magnetycznemu, a pole magnetyczne zawdzięcza ruchowi obrotowemu (choć niektórzy mają inne teorie, o czym poniżej). Niestety, układ wokół TRAPPIST-1 jest tak "upakowany", że prawdopodobnie wszystkie planety są zawsze zwrócone tą samą stroną w kierunku gwiazdy, tak jak my zawsze widzimy jedną stronę Księżyca. Nie jest co prawda wykluczone, że część z tych planet powstała gdzieś dalej od swojej gwiazdy, formując zawczasu swoje atmosfery i dopiero później zbliżając się do gwiazdy. Nawet jednak wówczas pewnie zostałyby one w krótkim czasie ogołocone z atmosfery.
Co z tymi czerwonymi karłami?
Zanim oszaleliśmy na punkcie "siedmiu sióstr" z TRAPPIST-1, mieliśmy bzika na punkcie ziemiopodobnej planety w najbliższym sąsiedztwie Układu Słonecznego. Dokładne pomiary prędkości radialnej pozwoliły na wykrycie w 2016 r. planety typu ziemskiego o nazwie Proxima Centauri b (3), krążącej w ekosferze wokół Proximy Centauri.
Obserwacje przy użyciu dokładniejszych urządzeń pomiarowych, takich jak planowany Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, zapewne pozwolą na scharakteryzowanie tej planety. Ponieważ jednak Proxima Centauri jest czerwonym karłem i gwiazdą rozbłyskową, kwestia możliwości istnienia życia na planecie krążącej wokół niej pozostaje dyskusyjna (niezależnie od tego, z powodu swojej bliskości od Ziemi była ona proponowana nawet jako cel lotu międzygwiezdnego). Niepokój o rozbłyski naturalnie prowadzi do pytania, czy planeta w ogóle ma chroniące ją pole magnetyczne jak Ziemia. Przez lata wielu naukowców uważało, że powstanie takich pól magnetycznych jest niemożliwe na planetach podobnych do Proximy b, ponieważ uniemożliwiłaby to rotacja synchroniczna. Sądzono, że pole magnetyczne jest generowane przez prąd elektryczny w jądrze planety, a ruch naładowanych cząstek potrzebnych do wytworzenia tego prądu jest spowodowany ruchem obrotowym planety. Wolno obracająca się planeta może nie być w stanie transportować naładowanych cząstek na tyle szybko, aby wygenerować pole magnetyczne mogące odepchnąć rozbłyski i sprawić, że planety w ekosferze czerwonych karłów będą mogły utrzymać atmosferę.
Jednak nowsze badania pokazują, że pola magnetyczne planet są tak naprawdę utrzymywane przez konwekcję, czyli proces, dzięki któremu gorący materiał wewnątrz jądra unosi się, stygnie i ponownie opada.
Nadzieje na istnienie atmosfery na takich planetach jak Proxima Centauri b daje najnowsze odkrycie dotyczące planety Gliese 1132, krążącej wokół czerwonego karła. Niemal na pewno nie ma tam życia. To istne piekło, smażące się w temperaturze co najmniej 260°C. Jednak jest to piekło mające atmosferę! Analizując tranzyt planety w siedmiu różnych długościach światła, naukowcy stwierdzili, że wydaje się ona mieć w nich różny rozmiar. Oznacza to, że oprócz samego kształtu obiektu, światło gwiazdy przesłania atmosfera przepuszczająca tylko niektóre jego długości. A to z kolei znaczy, że Gliese 1132 b ma atmosferę, choć wydaje się to wbrew regułom.
To dobra wiadomość, bo czerwone karły stanowią ponad 90% populacji gwiazd (żółte gwiazdy to raptem ok. 4%). Mamy teraz solidne podstawy, by liczyć na to, że przynajmniej niektóre z nich mogą cieszyć się atmosferą. Nie znamy co prawda mechanizmu pozwalającego ją utrzymać, jednak samo jej odkrycie to niezły prognostyk, zarówno jeśli chodzi o układ TRAPPIST-1, jak i naszą sąsiadkę Proximę Centauri b.
Pierwsze odkrycia
Naukowe doniesienia o odkryciu planet pozasłonecznych pojawiły się już w XIX wieku. Jednym z najwcześniejszych było wystąpienie Williama Jacoba z obserwatorium w Madrasie, w 1855 r., który stwierdził, że w układzie gwiazdy podwójnej 70 Ophiuchi w gwiazdozbiorze Wężownika występują anomalie sugerujące wysoce prawdopodobne istnienie tam "ciała planetarnego". Doniesienie wsparły obserwacje Thomasa J.J. See z Uniwersytetu w Chicago, który ok. 1890 r. orzekł, że anomalie dowodzą istnienia ciemnego ciała krążącego wokół jednej z gwiazd, a jego okres orbitalny wynosi 36 lat. Potem jednak zauważono, że układ trzech ciał o takich parametrach byłby niestabilny.
Z kolei w latach 50-60. XX wieku, amerykański astronom Peter van de Kamp dowodził na podstawie metody astrometrii, że wokół niedalekiej gwiazdy Barnarda (ok. 5,94 roku świetlnego od nas) krążą planety.
Obecnie wszystkie te wczesne doniesienia uważa się za błędne.
Pierwszej udanej detekcji planety pozasłonecznej dokonano w 1988 r. Planetę Gamma Cephei b odkryto dzięki zastosowaniu metod dopplerowskich (czyli przesunięcia ku czerwieni/fioletowi) - a dokonali tego kanadyjscy astronomowie B. Campbell, G. Walker i S. Yang. Ich odkrycie doczekało się jednak ostatecznego potwierdzenia dopiero w 2002 r. Planeta ma okres orbitalny ok. 903,3 ziemskich dni, czyli ok. 2,5 roku ziemskiego, a jej masę szacuje się na ok. 1,8 mas Jowisza. Krąży wokół gwiazdy olbrzyma gamma Cephei, zwanego również Errai (widocznego gołym okiem w gwiazdozbiorze Cefeusza), w odległości ok. 310 mln km.
Wkrótce potem odkryto tego typu ciała w bardzo nietypowym miejscu. Krążyły dookoła pulsara (gwiazdy neutronowej powstałej po wybuchu supernowej). 21 kwietnia 1992 r. radioastronom polski - Aleksander Wolszczan, oraz amerykański - Dale Frail, opublikowali pracę, w której donosili o znalezieniu trzech planet pozasłonecznych, znajdujących się w układzie planetarnym pulsara PSR 1257+12.
Pierwszą planetę pozasłoneczną, która krążyła dookoła zwykłej gwiazdy ciągu głównego, odkryto w 1995 r. Dokonali tego uczeni z Uniwersytetu w Genewie - Michel Mayor i Didier Queloz, dzięki obserwacji widma gwiazdy 51 Pegasi, leżącej w gwiazdozbiorze Pegaza. Odkryty układ bardzo się różnił od naszego Układu Słonecznego. Planeta 51 Pegasi b (4) okazała się być gazowym obiektem o masie 0,47 masy Jowisza, która krąży bardzo blisko swojej gwiazdy, w odległości zaledwie 0,05 j.a. od niej (ok. 3 mln km).
Na orbitę wchodzi teleskop Keplera
Obecnie znamy już ponad 3,5 tys. egzoplanet wszystkich rozmiarów - od tych większych od Jowisza do mniejszych od Ziemi. Przełom przyniosła misja Kosmicznego Teleskopu Keplera (5). Został umieszczony na orbicie w marcu 2009 r. Ma lustro o średnicy ok. 0,95 m i największą matrycę CCD, jaką wyniesiono w kosmos - liczącą 95 megapikseli. Głównym celem misji jest określenie częstotliwości występowania układów planetarnych w kosmosie i różnorodności ich struktur. Teleskop monitoruje ogromne ilości gwiazd i wykrywa planety metodą tranzytową. Został wycelowany w konstelację Łabędzia.
Gdy w 2013 r. z powodu awarii teleskop kończył działanie, naukowcy głośno wyrażali zadowolenie z jego dokonań. Okazało się jednak, że wówczas tylko wydawało nam się, że to koniec przygody z polowaniem na planety. Nie tylko dlatego, że po przerwie Kepler znów nadaje, ale również z powodu licznych nowych sposobów na wykrycie interesujących nas obiektów.
Pierwsze koło reakcyjne teleskopu przestało działać w lipcu 2012 r. Pozostały jednak jeszcze trzy - pozwalały orientować sondę w przestrzeni kosmicznej. Wydawało się, że Kepler będzie mógł prowadzić obserwacje dalej. Niestety, w maju 2013 r. drugie koło odmówiło posłuszeństwa. Próbowano jeszcze do pozycjonowania obserwatorium wykorzystać silniki korekcyjne, jednak paliwo szybko się wyczerpało. W połowie października 2013 r. specjaliści z NASA ogłosili, że Kepler nie będzie dalej poszukiwać planet.
A jednak od maja 2014 r. trwa nowa misja zasłużonego łowcy egzoplanet, określana przez NASA jako K2. Stała się możliwa dzięki sięgnięciu po nieco mniej konwencjonalne techniki. Ponieważ przy dwóch sprawnych kołach reakcyjnych teleskop nie mógłby działać (trzy to minimum), naukowcy z NASA postanowili wykorzystać ciśnienie promieniowania słonecznego jako "wirtualne koło reakcyjne". Okazało się, że technika ta z powodzeniem nadaje się do sterowania teleskopem. W ramach misji K2 udało się przeprowadzić już obserwacje kilkudziesięciu tysięcy gwiazd.
Kepler służy więc znacznie dłużej niż planowano (do 2016 r.), jednak już od lat obmyśla się nowe misje o podobnym charakterze.
Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) pracuje nad satelitą, którego zadaniem będzie dokładne charakteryzowanie i poznawanie budowy znanych już egzoplanet (CHEOPS). Start misji zapowiadany jest na 2017 r. NASA z kolei chce w przestrzeń wysłać w tym roku satelitę TESS, który będzie nastawiony na poszukiwanie przede wszystkim planet typu ziemskiego, wokół ok. 500 tys. najbliższych nam gwiazd. Plan zakłada wykrycie co najmniej trzystu planet typu "druga Ziemia".
Obie wspomniane misje bazują na metodzie tranzytu. To nie wszystko. W lutym 2014 r. Europejska Agencja Kosmiczna zatwierdziła misję PLATO. Według aktualnego planu ma wystartować w 2024 r. i za pomocą teleskopu o tej nazwie szukać skalistych planet z zawartością wody. Te obserwacje mogą pozwolić szukać również egzoksiężyców - na podobnej zasadzie jak wykorzystano do tego dane z Keplera. Czułość PLATO będzie porównywalna do teleskopu Keplera.
W NASA pracują różne zespoły nad kolejnymi alternatywami badawczymi w tej dziedzinie. Jednym z mniej znanych i będących na wczesnym jeszcze etapie projektów jest Starshade. Chodziłoby w nim o zacienienie światła gwiazdy czymś na kształt parasola, aby na jego obrzeżach można było obserwować planety. Przez analizę długości fal określałoby się składniki ich atmosfery. NASA oceni projekt w tym lub w przyszłym roku i zdecyduje, czy podejmie się jego realizacji. Jeśli misja Starshade ruszy, to w 2022 r.
Do wypatrywania planet pozasłonecznych angażuje się też mniej konwencjonalne metody. Jeszcze w 2017 r. gracze "EVE Online" będą mogli szukać prawdziwych egzoplanet w wirtualnym świecie - w ramach projektu, który zostanie zrealizowany przez twórców gry, platformę Massively Multiplayer Online Science (MMOS), Uniwersytet w Reykjavíku oraz Uniwersytet Genewski.
Uczestnicy przedsięwzięcia mają polować na planety pozasłoneczne za pośrednictwem minigry o nazwie Project Discovery. Podczas lotów kosmicznych, które mogą trwać do kilku minut, w zależności od odległości dzielących poszczególne stacje kosmiczne, będą oni analizować rzeczywiste astronomiczne dane. Jeżeli wystarczająca liczba graczy będzie zgodna co do odpowiedniej klasyfikacji informacji, zostaną one przesłane z powrotem na Uniwersytet Genewski, który pomoże w udoskonaleniu badań. Michel Mayor, laureat nagrody Wolfa w dziedzinie fizyki z 2017 r., a zarazem wspominany współodkrywca egzoplanety z 1995 r., zaprezentuje projekt podczas tegorocznej edycji imprezy EVE Fanfest, która odbędzie się w Reykjavíku na Islandii.
Dowiedzieć się więcej
Jak szacują astronomowie, w naszej Galaktyce znajduje się co najmniej 17 mld planet o rozmiarach podobnych do Ziemi. Liczbę tę ogłosili kilka lat temu naukowcy z Centrum Astrofizycznego Uniwersytetu Harvarda, opierając się przede wszystkim na wynikach obserwacji prowadzonych przy wykorzystaniu teleskopu Keplera.
Francois Fressin ze wspomnianego Centrum podkreśla, że danych tych nie należy oczywiście rozumieć w ten sposób, iż na każdej z owych miliardów planet istnieją warunki sprzyjające życiu. Sam rozmiar to nie wszystko. Ważne jest również oddalenie od gwiazdy, wokół której planeta krąży. Pamiętajmy, że choć większość z tych ziemiopodobnych obiektów porusza się po ciasnych orbitach, podobnych do tej, jaką ma Merkury, to krążą one jednak wokół różnych
gwiazd, z których część jest od naszego Słońca wyraźnie mniejsza. Naukowcy zakładają też, że do życia, przynajmniej w takim pojęciu, jakie znamy, potrzebna jest woda w stanie ciekłym.
Metoda tranzytu o samej planecie mówi niewiele. Można za jej pomocą określić jej rozmiar i odległość od gwiazdy. Technika pomiaru prędkości radialnej może pomóc określić jej masę. Połączenie dwóch metod pozwala obliczyć gęstość. A czy można wejrzeć dokładniej w egzoplanetę?
Okazuje się, że tak. NASA umie już przyjrzeć się lepiej takim planetom, jak Kepler-7 b, dla której z wykorzystaniem teleskopów Kepler i Spitzer opracowano mapę chmur w atmosferze. Okazało się, że ta planeta jest zdecydowania za gorąca dla form życia, jakie znamy - panuje tam bowiem skwar od 816 do 982°C. Jednak sam fakt tak dokładnego jej opisania to wielki krok naprzód, zważywszy, że mówimy o świecie oddalonym o sto lat świetlnych od nas. Z kolei istnienie gęstego woalu chmur wokół egzoplanet GJ 436b i GJ 1214b zostało wywnioskowane na podstawie analiz spektroskopowych światła macierzystych gwiazd.
Obie planety zaliczane są do tzw. super-ziemi. GJ 436b (6) położona jest 36 lat świetlnych od nas, w konstelacji Lwa. GJ 1214b znajduje się w konstelacji Wężownika, 40 lat świetlnych od Ziemi. Pierwsza z nich ma rozmiary podobne do Neptuna, ale leży znacznie bliżej swojej gwiazdy niż znany z Układu Słonecznego "pierwowzór". Druga jest mniejsza od Neptuna, jednak znacznie większa od Ziemi.
Z pomocą przychodzi także optyka adaptatywna, stosowana w astronomii w celu wyeliminowania zaburzeń powodowanych drganiami atmosfery. Używanie jej polega na sterowaniu teleskopem przez komputer dla uniknięcia lokalnych odkształceń zwierciadła (rzędu kilku mikrometrów), korygując w ten sposób błędy w otrzymywanym obrazie. Tak działa Gemini Planet Imager (GPI) umiejscowiony w Chile. Po raz pierwszy instrument uruchomiono w listopadzie 2013 r.
GPI stosuje detektory podczerwieni - na tyle skuteczne, że będące w stanie rejestrować spektrum świetlne tak ciemnych i odległych obiektów, jakimi są egzoplanety. Dzięki temu uda się dowiedzieć więcej na temat ich składu. Jako jeden z pierwszych celów obserwacyjnych wybrano planetę Beta Pictoris b. W tym przypadku GPI działa trochę podobnie do słonecznego koronografu, czyli przesłania tarczę odległej gwiazdy, aby wydobyć jasność znajdującej się w pobliżu planety.
Kluczem do obserwacji "śladów życia" jest światło pochodzące od gwiazdy, wokół której krąży planeta. Światło przechodzące przez atmosferę egzoplanety pozostawia specyficzny ślad, który można mierzyć z Ziemi przy pomocy metod spektroskopowych, czyli analizy promieniowania emitowanego, pochłanianego lub rozpraszanego przez obiekt fizyczny. Podobne podejście można zastosować, aby badać powierzchnie egzoplanet. Jednak jest jeden warunek. Powierzchnia planety musi odpowiednio mocno absorbować lub rozpraszać światło. Dobrymi kandydatami są w tym przypadku planety parujące, czyli takie, których wierzchnie warstwy unoszą się, tworząc dużą chmurę pyłu.
Za pomocą narzędzi, które mamy już w ręku, bez budowania i wysyłania w kosmos nowych obserwatoriów, potrafi my wykryć wodę na planecie odległej o kilkadziesiąt lat świetlnych. Naukowcy, którzy - wykorzystując Very Large Telescope w Chile - dostrzegli ślady wody w atmosferze planety 51 Pegasi b, nie potrzebowali tranzytu planety pomiędzy gwiazdą a Ziemią. Wystarczyło zaobserwowanie subtelnych zmian w interakcjach egzoplanety z gwiazdą. Zdaniem uczonych, pomiary zmian odbitego światła dowodzą, że w atmosferze odległej planety znajdują się 1/10 tys. części wody, jak również ślady dwutlenku węgla i metanu. Potwierdzenie tych obserwacji na miejscu jest na razie niemożliwe…
Inną metodę bezpośredniej obserwacji i badania egzoplanet nie z kosmosu lecz z Ziemi proponują uczeni z Uniwersytetu Princeton. Opracowali system CHARIS, rodzaj ekstremalnie schłodzonego spektrografu, który jest zdolny do detekcji światła odbitego przez duże, większe niż Jowisz, egzoplanety. Dzięki temu można poznać ich masę i temperaturę, a w efekcie także wiek. Urządzenie zostało zainstalowane w obserwatorium Subaru na Hawajach.
We wrześniu 2016 r. do użytku oddano gigantyczny chiński radioteleskop FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope), którego zadaniem będzie poszukiwanie oznak życia na innych planetach. Naukowcy z całego świata wiążą z nim duże nadzieje. Ma być zdolny do szybszych i dalszych obserwacji niż kiedykolwiek wcześniej w historii pozaziemskich badań. Jego pole widzenia będzie dwukrotnie większe od teleskopu Arecibo w Puerto Rico, który przez ostatnie 53 lata cieszył się pod tym względem prymatem.
Czasza FAST ma 500 m średnicy. Składa się z 4450 trójkątnych paneli wykonanych z aluminium. Zajmuje powierzchnię porównywalną do trzydziestu boisk piłkarskich. Do pracy potrzebuje… kompletnej ciszy w promieniu 5 km, dlatego prawie 10 tys. mieszkających tam osób zostało przesiedlonych. Radioteleskop jest położony w naturalnym basenie, w pięknej scenerii zielonych formacji krasowych w południowej prowincji Guizhou.
Całkiem niedawno udało się też sfotografować bezpośrednio egzoplanetę odległą o 1200 lat świetlnych. Dokonali tego wspólnie astronomowie z Obserwatorium Południowoeuropejskiego (ESO) i Very Large Telescope z Chile. Znalezienie planety oznaczonej jako CVSO 30c (7) wciąż jednak nie jest oficjalnie potwierdzone.
Życie pozaziemskie istnieje na pewno?
Snucie hipotez na temat życia inteligentnego i obcych cywilizacji było kiedyś na gruncie nauki niemal niedopuszczalne. Odważne pomysły weryfikowano zaś przez tzw. Paradoks Fermiego. To ten wielki fizyk, laureat Nagrody Nobla, miał jako pierwszy spostrzec, że zachodzi wyraźna sprzeczność pomiędzy wysokimi szacunkami prawdopodobieństwa istnienia pozaziemskich cywilizacji i brakiem jakichkolwiek obserwowalnych śladów ich istnienia. "Gdzie oni są?" – miał zapytać uczony, a za nim wielu innych sceptyków, wskazując na wiek Wszechświata i liczbę gwiazd. Teraz mógłby dodać do swojego paradoksu wszystkie odkryte przez teleskop Keplera "ziemiopodobne planety". Właściwie ich mnogość wzmaga tylko paradoksalność myśli Fermiego, jednak panująca atmosfera entuzjazmu spycha te wątpliwości w cień.
Odkrycia egzoplanet są istotnym uzupełnieniem innej teoretycznej konstrukcji, próbującej uporządkować nasze wysiłki w poszukiwaniu pozaziemskich cywilizacji - równania Drake’a. Twórca programu SETI, Frank Drake, uznał, że liczba cywilizacji, z którymi ludzkość może się komunikować, czyli z założenia cywilizacji technologicznych, da się wywieść z pomnożenia czasu trwania owych cywilizacji przez ich liczbę. Tę ostatnią poznać lub oszacować można m.in. na podstawie odsetka gwiazd, które mają planety, średniej liczby planet i odsetka planet w ekosferze. To są dane, które właśnie zdobyliśmy i przynajmniej częściowo możemy wypełnić równanie (8) liczbami.
Paradoks Fermiego stawia trudne pytanie, na które odpowiemy być może dopiero wtedy, gdy skontaktujemy się wreszcie z jakąś rozwiniętą cywilizacją. U Drake’a z kolei wszystko się zgadza, trzeba tylko przyjąć szereg założeń, na których powstaną kolejne założenia. Tymczasem Amir Aczel, prof. statystyki z Bentley College w swojej książce "Prawdopodobieństwo = 1" wyliczył możliwość istnienia życia pozaziemskiego na prawie 100%.
Jak to mu się udało? Założył, że odsetek gwiazd mających planetę wynosi 50% (po dokonaniach teleskopu Keplera wydaje się, że więcej). Następnie przyjął, że przynajmniej na jednej na dziewięć planet są warunki odpowiednie do powstania życia, a prawdopodobieństwo powstania cząsteczki DNA wynosi 1 na 1015. Przyjął, że liczba gwiazd we Wszechświecie wynosi 3×1022 (wynik mnożenia liczby galaktyk przez średnią liczbę gwiazd znajdujących się w jednej galaktyce). Rachunki prof. Aczela doprowadzają do wniosku, że życie gdzieś we Wszechświecie na pewno powstało. Jednak może być od nas na tyle odległe, że nie mamy o sobie wzajemnie pojęcia.
Owe liczbowe spekulacje na temat powstawania życia i rozwiniętych technologicznych cywilizacji nie biorą jednak pod uwagę innych względów. Choćby tego, że hipotetyczna obca cywilizacja nie będzie miała ochoty nawiązać z nami łączności. Mogą to być też cywilizacje niebędące w stanie się z nami komunikować, z technicznych lub innych względów, których nawet nie umiemy sobie wyobrazić. A być może to my nie rozumiemy i nawet nie dostrzegamy sygnałów i form komunikacji, które otrzymujemy od "Obcych".
Planety "niestniejące"
W nieokiełznanych łowach na planety nie brakuje i pułapek, o czym świadczy przypadek Gliese 581 d. Źródła internetowe piszą o tym obiekcie: "Planeta w rzeczywistości nie istnieje, dane w tej sekcji opisują jedynie teoretyczną charakterystykę tej planety, gdyby mogła istnieć w rzeczywistości".
Historia jest ciekawa jako ostrzeżenie dla tych, którzy w planetarnym entuzjazmie tracą naukową czujność. Od "odkrycia" w 2007 r. przez ostatnich kilka lat iluzoryczna planeta stanowiła dyżurną pozycję wszelkich zestawień "najbardziej podobnych do Ziemi egzoplanet". Wystarczy wpisać do graficznej wyszukiwarki internetowej hasło „Gliese 581 d”, aby znaleźć przecudnej urody wizualizacje świata różniącego się od Ziemi właściwie tylko kształtami kontynentów…
Gra wyobraźni została brutalnie przerwana przez nowe analizy układu gwiazdy Gliese 581. Wynikało z nich, że to, co brano za świadectwo istnienia planety na tle tarczy gwiazdy, było raczej plamami, które na powierzchni gwiazd występują, o czym dobrze wiemy z naszego Słońca. Nowe fakty zapaliły w naukowym świecie lampkę ostrzegawczą astronomom.
Gliese 581 d nie jest jedyną z dużym prawdopodobieństwem fikcyjną egzoplanetą. Hipotetyczna duża gazowa planeta Fomalhaut b (9), która miała znajdować się w obłoku sławnym jako "Oko Saurona", prawdopodobnie jest tylko skupiskiem gazu, zaś bliska nam Alfa Centauri Bb może być jedynie błędem w danych obserwacyjnych.
Pomimo pomyłek, nieporozumień i wątpliwości, masowe już właściwie odkrycia planet pozasłonecznych są faktem. Fakt ten zaś stanowczo podważa całkiem ongiś popularną tezę o wyjątkowości Układu Słonecznego i planet takich, jakie w nim znamy, w tym Ziemi - wszystko wskazuje bowiem na to, że krążymy w takiej samej strefie życia, jaka spowija miliony innych gwiazd (10). Wydaje się również, że twierdzenia o wyjątkowości życia i istot takich jak człowiek mogą być równie bezzasadne. Ale - podobnie jak to było z egzoplanetami, co do których mieliśmy kiedyś jedynie przekonanie, że "one tam na pewno są" - potrzeba jeszcze naukowych dowodów, że i życie "tam" jest.
Mirosław Usidus
