wszechświat
Autor: Michael D. Lemonick | dodano: 2013-07-22
Poranek odległych światów

Galaktyka roi się od planet. Naukowcy wytężają siły, aby w ich atmosferach odnaleźć ślady życia.

Nikt z osób obecnych na konferencji prasowej podczas zjazdu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w styczniu 1996 roku w San Antonio w Teksasie – poczynając od kompetentnych astrofizyków, a na początkujących dziennikarzach kończąc – z pewnością jej nie zapomni.

Wtedy to właśnie Geoffrey W. Marcy, obserwator pracujący wówczas w San Francisco State University, poinformował, że wspólnie z R. Paulem Butlerem (wówczas z University of California w Berkeley), odkrył drugą i trzecią planetę, które krążą wokół gwiazd podobnych do Słońca. Istnienie pierwszego takiego obiektu – 51 Pegasi b – zaanonsowali kilka miesięcy wcześniej Michel Mayor i Didier Queloz z Université de Genève, jednakże pojedyncza detekcja mogła być czystym przypadkiem albo wręcz pomyłką. Obecnie Marcy mógł definitywnie odrzucić obie te możliwości. „Planety nie są wcale rzadkością” – obwieścił słuchaczom.

Doniesienie to wstrząsnęło społecznością astronomów. Prawie nikt nie poszukiwał wtedy planet, uważano bowiem, że są one zbyt trudne do wykrycia. Okazało się jednak, że po zbadaniu zaledwie garstki gwiazd astronomowie znaleźli trzy planety, co sugerowało, że w kolejce do odkrycia czekają miliardy takich obiektów.

Gdyby znaczenie odkrycia Butlera i Marcy’ego ograniczało się do rozwiązania problemów związanych z teorią powstawania planet, nie miałoby aż tak wielkiej doniosłości. Jednak wykazało ono jednoznacznie, że planety pozasłoneczne (egzoplanety) rzeczywiście istnieją, dzięki czemu pojawiła się możliwość odpowiedzi na pytanie, które nurtowało filozofów, naukowców i teologów od czasów starożytnej Grecji: czy jesteśmy we Wszechświecie sami?

Po zakończeniu świętowania naukowcy zaczęli się zastanawiać, jak należy szukać choćby najbardziej prymitywnych form życia na planetach krążących wokół obcych słońc. Jeśli nie odbierzemy międzygwiezdnej transmisji, jak to zdarzyło się Jodie Foster w filmie Kontakt, musimy rozglądać się za biosygnaturami w atmosferach planet, czyli za dowodami istnienia silnie reagujących cząsteczek, takich jak tlen, które szybko zanikają, jeśli ich zasoby nie są uzupełniane przez jakiś rodzaj organizmów metabolicznych.

Marcy, Mayor oraz ich koledzy widzieli tylko wpływ, jaki grawitacja planet wywiera na macierzyste gwiazdy. Aby zaobserwować biosygnaturę, potrzebujemy bezpośredniego obrazu atmosfery. W tym celu NASA zaplanowała wystrzelenie serii coraz silniejszych teleskopów kosmicznych. Kulminacją tego programu miałby być teleskop orbitalny o nazwie Terrestrial Planet Finder Interferometer (Interferometryczny Poszukiwacz Planet Ziemiopodobnych), którego koszt wyniósłby miliardy dolarów, a działalność rozpoczęła się w latach 20. obecnego wieku. Mówiąc w skrócie, astronomowie sądzili, że w najbliższym czasie nie dowiedzą się niczego o atmosferach planet pozasłonecznych.

Byli w błędzie. Odkrycie pierwszych paru planet pozasłonecznych stało się inspiracją dla całej generacji młodych naukowców, aby zająć się tym najgorętszym wówczas działem astrofizyki, i przekonało ich starszych kolegów, by również zainteresować się egzoplanetologią. Dzięki nagłemu napływowi kadry naukowej pojawiły się świeże pomysły, jak badać atmosfery egzoplanet, i w dziedzinie tej nastąpił szybki postęp. W 2001 roku w atmosferze jednej z egzoplanet obserwatorzy odkryli sód. Od tego czasu udało się stwierdzić obecność metanu, dwutlenku węgla, tlenku węgla i wody. Badania atmosfer egzoplanet dostarczyły nawet pośrednich poszlak, że niektóre z tych obiektów mogą być częściowo zbudowane z czystego diamentu. „Obecnie, jeśli uwzględnić nieopublikowany jeszcze materiał, wiemy co nieco o atmosferach jakichś 30–50 planet” – mówi Heather Knutson, astrofizyk z California Institute of Technology, która brała udział w wielu spośród tych pionierskich obserwacji.

Do znalezienia dowodów na istnienie życia jednak jest jeszcze długa droga. Nie jest to niespodzianką, gdyż większość obiektów, o których mówi Knutson, to gorące planety podobne do Jowisza, które obiegają swoje gwiazdy ciaśniej niż ognisty Merkury Słońce. Jednakże Knutson i inni obserwatorzy zaczynają stopniowo zgłębiać atmosfery mniejszych ciał, tzw. superziemi, które są od dwóch do 10 razy bardziej masywne niż nasza rodzima planeta. Jeszcze 10 lat temu nikt nie podejrzewał istnienia takich obiektów. Kolejną wskazówką, że liczba przyjaznych dla życia światów może być ogromna, było ogłoszone w kwietniu odkrycie dwóch planet, dokonane przez teleskop Kepler. Planety te, o nazwach Kepler 62e i 62f, o rozmiarach mniejszych niż dwukrotny rozmiar Ziemi, poruszają się po orbitach, na których może być odpowiednia temperatura dla przetrwania życia. Niestety, są one zbyt odległe, by można je było zbadać szczegółowo, ale astronomowie są przekonani, że w niedalekiej przyszłości obserwatorzy będą poszukiwać biosygnatur w atmosferach planet bliźniaczych Ziemi.

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 08/2013 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
11/2017
10/2017 - specjalny
Kalendarium
Listopad
17
W 1833 r. urodził się Lucjan Rydel, polski lekarz, okulista, profesor i rektor Uniwersytetu Jagiellońskiego.
Warto przeczytać
Czy znasz powiedzenie że matematykowi do pracy wystarczy kartka, ołówek i kosz na śmieci? To nieprawda! Pasjonującą, efektowną i praktyczną matematykę poznaje się dopiero w laboratorium.

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Michael D. Lemonick | dodano: 2013-07-22
Poranek odległych światów

Galaktyka roi się od planet. Naukowcy wytężają siły, aby w ich atmosferach odnaleźć ślady życia.

Nikt z osób obecnych na konferencji prasowej podczas zjazdu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w styczniu 1996 roku w San Antonio w Teksasie – poczynając od kompetentnych astrofizyków, a na początkujących dziennikarzach kończąc – z pewnością jej nie zapomni.

Wtedy to właśnie Geoffrey W. Marcy, obserwator pracujący wówczas w San Francisco State University, poinformował, że wspólnie z R. Paulem Butlerem (wówczas z University of California w Berkeley), odkrył drugą i trzecią planetę, które krążą wokół gwiazd podobnych do Słońca. Istnienie pierwszego takiego obiektu – 51 Pegasi b – zaanonsowali kilka miesięcy wcześniej Michel Mayor i Didier Queloz z Université de Genève, jednakże pojedyncza detekcja mogła być czystym przypadkiem albo wręcz pomyłką. Obecnie Marcy mógł definitywnie odrzucić obie te możliwości. „Planety nie są wcale rzadkością” – obwieścił słuchaczom.

Doniesienie to wstrząsnęło społecznością astronomów. Prawie nikt nie poszukiwał wtedy planet, uważano bowiem, że są one zbyt trudne do wykrycia. Okazało się jednak, że po zbadaniu zaledwie garstki gwiazd astronomowie znaleźli trzy planety, co sugerowało, że w kolejce do odkrycia czekają miliardy takich obiektów.

Gdyby znaczenie odkrycia Butlera i Marcy’ego ograniczało się do rozwiązania problemów związanych z teorią powstawania planet, nie miałoby aż tak wielkiej doniosłości. Jednak wykazało ono jednoznacznie, że planety pozasłoneczne (egzoplanety) rzeczywiście istnieją, dzięki czemu pojawiła się możliwość odpowiedzi na pytanie, które nurtowało filozofów, naukowców i teologów od czasów starożytnej Grecji: czy jesteśmy we Wszechświecie sami?

Po zakończeniu świętowania naukowcy zaczęli się zastanawiać, jak należy szukać choćby najbardziej prymitywnych form życia na planetach krążących wokół obcych słońc. Jeśli nie odbierzemy międzygwiezdnej transmisji, jak to zdarzyło się Jodie Foster w filmie Kontakt, musimy rozglądać się za biosygnaturami w atmosferach planet, czyli za dowodami istnienia silnie reagujących cząsteczek, takich jak tlen, które szybko zanikają, jeśli ich zasoby nie są uzupełniane przez jakiś rodzaj organizmów metabolicznych.

Marcy, Mayor oraz ich koledzy widzieli tylko wpływ, jaki grawitacja planet wywiera na macierzyste gwiazdy. Aby zaobserwować biosygnaturę, potrzebujemy bezpośredniego obrazu atmosfery. W tym celu NASA zaplanowała wystrzelenie serii coraz silniejszych teleskopów kosmicznych. Kulminacją tego programu miałby być teleskop orbitalny o nazwie Terrestrial Planet Finder Interferometer (Interferometryczny Poszukiwacz Planet Ziemiopodobnych), którego koszt wyniósłby miliardy dolarów, a działalność rozpoczęła się w latach 20. obecnego wieku. Mówiąc w skrócie, astronomowie sądzili, że w najbliższym czasie nie dowiedzą się niczego o atmosferach planet pozasłonecznych.

Byli w błędzie. Odkrycie pierwszych paru planet pozasłonecznych stało się inspiracją dla całej generacji młodych naukowców, aby zająć się tym najgorętszym wówczas działem astrofizyki, i przekonało ich starszych kolegów, by również zainteresować się egzoplanetologią. Dzięki nagłemu napływowi kadry naukowej pojawiły się świeże pomysły, jak badać atmosfery egzoplanet, i w dziedzinie tej nastąpił szybki postęp. W 2001 roku w atmosferze jednej z egzoplanet obserwatorzy odkryli sód. Od tego czasu udało się stwierdzić obecność metanu, dwutlenku węgla, tlenku węgla i wody. Badania atmosfer egzoplanet dostarczyły nawet pośrednich poszlak, że niektóre z tych obiektów mogą być częściowo zbudowane z czystego diamentu. „Obecnie, jeśli uwzględnić nieopublikowany jeszcze materiał, wiemy co nieco o atmosferach jakichś 30–50 planet” – mówi Heather Knutson, astrofizyk z California Institute of Technology, która brała udział w wielu spośród tych pionierskich obserwacji.

Do znalezienia dowodów na istnienie życia jednak jest jeszcze długa droga. Nie jest to niespodzianką, gdyż większość obiektów, o których mówi Knutson, to gorące planety podobne do Jowisza, które obiegają swoje gwiazdy ciaśniej niż ognisty Merkury Słońce. Jednakże Knutson i inni obserwatorzy zaczynają stopniowo zgłębiać atmosfery mniejszych ciał, tzw. superziemi, które są od dwóch do 10 razy bardziej masywne niż nasza rodzima planeta. Jeszcze 10 lat temu nikt nie podejrzewał istnienia takich obiektów. Kolejną wskazówką, że liczba przyjaznych dla życia światów może być ogromna, było ogłoszone w kwietniu odkrycie dwóch planet, dokonane przez teleskop Kepler. Planety te, o nazwach Kepler 62e i 62f, o rozmiarach mniejszych niż dwukrotny rozmiar Ziemi, poruszają się po orbitach, na których może być odpowiednia temperatura dla przetrwania życia. Niestety, są one zbyt odległe, by można je było zbadać szczegółowo, ale astronomowie są przekonani, że w niedalekiej przyszłości obserwatorzy będą poszukiwać biosygnatur w atmosferach planet bliźniaczych Ziemi.