O tym, że kosmiczny teleskop Hubble’a jest od wielu już lat bezcennym instrumentem badawczym dla astronomów, nie muszę chyba nikogo, kto choć trochę zorientowany jest w temacie, przekonywać. Groźna awaria, która na jakiś czas pozbawiła naukowców strumienia wartościowych danych, należy już na szczęście do przeszłości w wyniku, co prawda to prawda, trochę prowizorycznej naprawy, miejmy jednak nadzieję, że kosmonauci w trakcie zaplanowanego na wiosnę serwisowego lotu zreperują teleskop do końca i zapewnią mu jeszcze lata owocnej pracy. Nie tak dawno prezentowałem tutaj rewelacyjne zdjęcie, którym teleskop spektakularnie pokazał, że nie można go wcale spisywać na straty, tym razem kolejne ciekawe odkrycie, dokonane dzięki staruszkowi Hubble’owi.

Poszukiwanie i badanie planet poza naszym Układem Słonecznym, nie wspominając już wcale o poszukiwaniu na nich życia, to dość niewdzięczna i trudna robota. Największym wrogiem badaczy są oczywiście odległości i kosmiczne skale, które bardzo zawężają pole poszukiwań. W stosunku do gwiazd planety odznaczają się mikroskopijną wręcz wielkością, co niezwykle utrudnia obserwacje. Odkryto już co prawda kilkaset planet pozasłonecznych, jednak dopiero niedawno zaprezentowano zdjęcie, na którym (jako niemrawy punkcik, ale jednak) po raz pierwszy bezpośrednio można zobaczyć taką planetę. Większość dowodów na istnienie planet pozasłonecznych bowiem to dowody pośrednie, opierające się na wynikach obserwacji w różnych technikach, takich jak metoda tranzytu czy mikrosoczewkowania grawitacyjnego, przy czym ta ostatnia jest z powodzeniem realizowana przez polskich badaczy. Kiedy jednak podnosimy poziom trudności komplikując jeszcze bardziej sprawę i stawiając pytanie o obecność życia na odległych planetach, problemy stają się niemal nie do pokonania.

Kłopot powstaje już oczywiście przy samych założeniach, jakie musimy określić przed rozpoczęciem poszukiwań – w końcu dotąd tak naprawdę naukowcy nie są zgodni co do tego, jak ma brzmieć w ogóle definicja “życia”. Istnieje wiele, mniej lub bardziej, szalonych pomysłów, w jaki sposób życie może manifestować się we Wszechświecie, mowa czasem o formach zupełnie odmiennych od tej, w której życie istnieje na naszej planecie, a więc formie opartej na węglu. Nie mamy żadnych informacji co do tego, które z tych opcji mogą być prawdziwe, kto wie, czy kiedykolwiek je mieć będziemy, dlatego póki co nie pozostaje nam nic innego, jak koncentrować się na poszukiwaniu życia podobnego do tego na Ziemi.

Naukowcy określili swego czasu cztery “markery”, czyli ślady chemiczne, które są wytwarzane bądź są niezbędne dla egzystencji życia typu ziemskiego, w celu poszukiwań poza Układem Słonecznym. Są to dwutlenek węgla, metan, woda oraz tlen (ozon). Dzięki wytężonej pracy astronomów wykryto dotąd w atmosferach planet pozasłonecznych dwa z nich – metan oraz wodę, obecnie doszło do kolejnego przełomu, bowiem po raz pierwszy w historii na odległej planecie wykryto dwutlenek węgla.

Planeta HD 189733b krąży wokół gwiazdy odległej od nas o ok. 65 lat świetlnych. Niestety, wykrycie dwutlenku węgla w jej atmosferze w zasadzie służy tylko jako demonstracja prawidłowości metody badawczej, jako dowód na to, że jesteśmy w stanie dwutlenek wykryć, gdyż życia (przynajmniej w formie, jaką znamy) na tej planecie odkryć nie odkryjemy. Planeta HD 189733b jest bowiem, niestety, “gorącym Jowiszem”, typem gazowego olbrzyma, który okrąża macierzystą gwiazdę na bardzo ciasnej orbicie, z tego względu jest to planeta bardzo gorąca i niegościnna. Niemniej jednak samo odkrycie ma duże znaczenie – metoda, dzięki której stwierdzono obecność dwutlenku węgla na tej planecie będzie mogła być stosowana przez planowaną przez agencję NASA misję Terrestial Planet Finder, teleskopy, które (kiedyś tam, bo obecnie prace są z tego co wiem niestety zawieszone) “zawisną” na orbicie Ziemi właśnie w celu poszukiwania planet pozasłonecznych.

Odkrycie jest ważne, gdyż demonstruje, iż jesteśmy obecnie w stanie wykryć na planetach pozasłonecznych obecność trzech z czterech “niezbędników” życia. Co ciekawe, astronomowie, którzy dokonali odkrycia (Giovanne Tinetti wraz kolegami z University College London, Wielka Brytania), nie bardzo ciągle wiedzą, skąd dwutlenek na HD 189733b w ogóle się wziął. Prawdopodobnie ze względu na niewielką odległość od gwiazdy jej niezwykle silne promieniowanie rozbija cząsteczki innych związków chemicznych, tworząc dwutlenek węgla w atmosferze olbrzyma.

Ktoś może zapytać – i gdzie tutaj związek z teleskopem Hubble’a? Już podaję – odkrycia dokonano korzystając z urządzenia Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS) znajdującego się na… no jak myślicie?

Źródła:

Link 1

Link 2

Grafika: Mapa temperatur na powierzchni planety HD 189733b. Natężenie barwy (w kierunku białego) oznacza rosnącą temperaturę. Trudno poddawać w wątpliwość stwierdzenie, że planeta jest “niegościnna”, skoro barwa biała (strona zwrócona stale ku gwieździe) odpowiada temperaturze ok. 930 °C, natomiast “najzimniejsze” plamy to temperatura ok. 650 °C…

Źródło grafiki

Credit: NASA/JPL-Caltech/H. Knutson (Harvard-Smithsonian CfA)

Ależ się porobiło – kiedy udało mi się napisać kilka ostatnich wpisów we względnie krótkich odstępach czasowych, miałem nadzieję, że trend ten uda się utrzymać i pisać będę częściej. Niestety, tak to zwykle bywa, że nadzieje te okazały się płonne i musiałem z dnia na dzień, ze względu na niezliczone, inne zadania, odkładać z ciężkim sercem pisanie na później. Wreszcie jednak się udało – wyrwałem chwilę z kolejnego napiętego dnia, bo a nuż ktoś pomyśli, że blog mi tutaj umiera…

Tematów w tym czasie, o których warto byłoby napisać, uzbierało się przynajmniej kilkanaście – wszystkich z mojego punktu widzenia bardzo ciekawych (trzeba przyznać, że jesienią pojawia się tajemniczy wysyp ciekawych informacji, zachowują się podobnie jak grzyby, których w okolicznych lasach też teraz sporo), z których tak trudno wybrać te, które pójdą w pierwszej kolejności “pod nóż”. Cóż, nie chciałbym tworzyć wpisu-rzeki, o wszystkim i tak naprawdę o niczym, więc coś musiałem wybrać w “pierwszym rzucie”.

Odkryliśmy już, przy zastosowaniu różnych technik obserwacyjnych, kilkaset planet pozasłonecznych. Gna nas ku temu fascynacja poszukiwania miejsc w dalekim Kosmosie, które, być może przy odrobinie szczęścia, mogą okazać się podobnymi do naszej przytulnej planetki (choć możliwości techniczne jeszcze nie do końca na to pozwalają), jednak nawet jeśli dotąd takiej kopii Ziemi nie udało nam się we Wszechświecie znaleźć, nie oznacza to, iż absolutnie nic ciekawego tam nie ma pod tym względem. Pisałem już kilkakrotnie o zadziwiających planetach pozasłonecznych, z których każda na swój sposób była jedyna w swoim rodzaju (niektóre wprawdzie tylko przez czas jakiś, po którym zostały na swym  miejscu zastąpione przez jeszcze bardziej zadziwiające), jednak kolejnych “rekordzistek” nie brakuje – o dwóch takich planetach, jedynych w swym rodzaju, chciałem właśnie dziś napisać.

Obie planety posiadają cechy, które dla odkrywców okazały się być ogromnym zaskoczeniem. Pierwsza bowiem jest niezwykle masywna, stawiając pod znakiem zapytania jej prawdziwą przynależność do grona planet, druga natomiast jest planetą niewyobrażalnie gorącą, o temperaturze, którą trudno nam sobie wyobrazić.

Satelita COROT (Convection, Rotation and Planetary Transits) to wspólne dzieło Europejskiej (ESA) oraz Francuskiej (CNES) Agencji Kosmicznej. Teleskop, krążący na orbicie naszej planety, stworzony został w jednym celu – poszukiwania planet pozasłonecznych możliwych do zaobserwowania na zasadzie tzw. tranzytu, czyli ledwie dostrzegalnego osłabienia jasności gwiazdy w sytuacji, gdy przed jej tarczą przesuwa się regularnie okrążająca ją planeta. COROT ma już na swoim koncie sporo ciekawych odkryć, do tej kolekcji w ostatnim czasie dołączyło kolejne – planeta, nazwana CoRoT-Exo-3b to bardzo egzotyczny obiekt, o którym trudno tak naprawdę powiedzieć, czym jest w rzeczywistości – planetą jeszcze czy też już brązowym karłem (czyli “niedoszłą” gwiazdą, której masa okazała się “ciut” za mała, by zainicjować reakcje termojądrowe rozpalające “gwiazdowy piec”). Odkryto ją już wprawdzie pół roku temu, jednak dopiero teraz, korzystając również z teleskopów naziemnych, uzbierano więcej interesujących danych. Planeta na pierwszy rzut oka wydaje się jednym z wielu “gorących Jowiszy”, czyli masywnych, gazowych olbrzymów (o masie i wielkości zbliżonej do Jowisza), krążących względnie blisko macierzystej gwiazdy. Wielkość CoRoT-Exo-3b pod tym względem niczym nie zaskakuje – szacuje się, że wielkość planety w przybliżeniu równa się wielkości Jowisza. Wielką niespodzianką jednak jest jej szacunkowa masa – mniej więcej 20-krotność masy Jowisza! Zakładając, że dane te są poprawne, gęstość materii tej planety musiałaby być mniej więcej dwukrotnie większa niż gęstość dobrze nam znanego ołowiu.

Kolos ten okrąża gwiazdę, która jest trochę większa od naszego Słońca, w ciągu 4 ziemskich dni i 6 ziemskich godzin. Znów nic specjalnego, bo tak szybkie pokonywanie orbity to “normalna” rzecz wśród “gorących Jowiszy”. Problem jednak pojawia się gdzie indziej – dotąd odnaleziono sporo planet pozasłonecznych, których masy sięgały maksymalnie 12 mas Jowisza, znaleziono też brązowe karły, z których najmniejszy miał 70 mas Jowisza. Cóż jednak począć z CoRoT-Exo-3b? Dotąd pomiędzy największymi znanymi planetami a najmniejszymi karłami istniała bowiem spora luka, całkowicie niezapełniona. Nowo odkryta planeta wpycha się w tę lukę, trudno jednak powiedzieć, czym jest naprawdę – planetą czy “niedoszłą” gwiazdą. Pomijamy tutaj już inne, palące pytanie, które dręczy astronomów – w jaki sposób tak masywny obiekt mógł powstać w tak niewielkiej odległości od gwiazdy?

O ile CoRoT-Exo-3b to planeta niezwykle ciężka, to planeta WASP-12b jest bardzo dosłownie “gorącym Jowiszem”, można by nawet powiedzieć, że “bardzo bardzo gorącym Jowiszem”. I do tego “bardzo bardzo szybkim”. W odległości mniej więcej 870 lat świetlnych od Ziemi znajduje się bowiem gwiazda (zwana konsekwentnie WASP-12), wokół której, w oszałamiającym czasie 1,1 ziemskiego dnia obraca się gazowy olbrzym WASP-12b. Planeta ta nie zaskakuje pod względem masy – jest o połowę “lżejsza” od Jowisza, jest jednak niezwykle duża – szacuje się, że jej średnica jest niemal dwukrotnie większa od średnicy olbrzyma z Układu Słonecznego. Wielkość ta może wynikać między innymi z porażająco niewielkiej odległości od gwiazdy, gdyż WASP-12b orbituje wokół gwiazdy w odległości równej zaledwie 1/40 średniej odległości Ziemi od Słońca, co przekłada się na maleńkie, w kosmicznych skalach, 3,4 miliona kilometrów. Niemal namacalna bliskość gwiazdy powoduje prawdopodobnie, że gęstość gazu w olbrzymie jest dość niska, inaczej mówiąc, gwiazda powoduje, że WASP-12b “okropnie puchnie” pod wpływem jej palącego światła. Temperatura planety, jak przypuszczają naukowcy, to niesamowite 2250 °C (to mniej więcej połowa temperatury fotosfery słonecznej i temperatura, jaką poszczycić się może wiele gwiazd klasy M!)…

Zmarznąć na tej planecie raczej byłoby trudno. Odkryto ją w ramach przeglądu Wide Area Search for Planets (“SuperWASP”), finansowanego przez Wielką Brytanię. Na usługach projektu, od 2004 roku, znajdują się dwa zautomatyzowane teleskopy, które – każdy posiadający po osiem kamer – przeglądają niebo na obu półkulach Ziemi (jeden na Wyspach Kanaryjskich, drugi w Republice Południowej Afryki) w poszukiwaniu planet pozasłonecznych (tak samo jak w przypadku COROT’a, szukając śladów tranzytu planet). Warto jeszcze dodać, że średnica WASP-12b również nie należy do “przeciętnych” w opinii naukowców – zdaje się nawet przekraczać maksymalne, dotąd przewidywane rozmiary gazowych olbrzymów.

Źródła:

Link 1

Link 2

Link 3

Grafika: Tak wyobraża sobie artysta planetę WASP-12b na tle macierzystej gwiazdy

Źródło grafiki

Credit: ESA / C. Carreau