Planety takie jak nasza. Tam może istnieć życie

W 1992 r. polski radioastronom Aleksander Wolszczan dokonał pierwszego oficjalnego odkrycia pozasłonecznego układu planetarnego. Do dzisiaj naukowcy doliczyli się już ok. 1800 tego typu obiektów. Na których z nich mogło rozwinąć się życie?

Egzoplanety, czyli planety pozasłoneczne to obiekty astronomiczne, które znajdują się w układzie planetarnym i krążą wokół gwiazdy (lub gwiazd) innej niż Słońce. Jeżeli chodzi o charakterystykę egzoplanet, to większość z nich znacznie różni się od obiektów obecnych w Układzie Słonecznym. Część astronomów zwraca jednak uwagę, że może być to konsekwencją niedoskonałych metod wykrywania egzoplanet. Ten najcenniejsze – podobne do Ziemi – wciąż jeszcze mogą ukrywać się przed okiem ziemskich radioteleskopów.

Ile jest egzoplanet?

Astronomowie przez długi czas nie mogli dojść do porozumienia ile planet jest w Układzie Słonecznym (Plutona raz wykluczano z zestawienia, raz włączano), a co dopiero mówić o Wszechświecie! Liczba odkrytych egzoplanet jest zależna od użytej metodologii. Bezdyskusyjne jest istnienie planet, które zaobserwowano bezpośrednio i stwierdzono ich ruch wokół gwiazdy. Takich przypadków jest jednak stosunkowo niewiele. Do 22 października 2014 r. Encyklopedia pozasłonecznych układów planetarnych Exoplanet.eu stwierdziła istnienie 1832 egzoplanet, serwis NASA Exoplanet Archive do 15 października 2014 r. odkrył 1763 tego typu obiekty, a serwis PlanetQuest poinformował o istnieniu 1763 potwierdzonych planet. Najostrzejszych kryteriów używa Exoplanet Data Explorer, według którego znamy obecnie 1516 egzoplanet.

Jakie są typy egzoplanet?

We Wszechświecie występują i planety podobne do tych z Układu Słonecznego, i całkiem inne, o bliżej nieokreślonej strukturze. Wszystko zależy od gwiazdy, którą dana planeta okrąża i ilości materii ją tworzącej. Różnorodność pozasłonecznych układów planetarnych była sporym zaskoczeniem dla astronomów. Spodziewano się, że najłatwiej będzie z detekcją planet pokroju Jowisza, oczywiście ze względu na ich dużą masę. Niewielu jednak spodziewało się znaleźć gazowe olbrzymy krążące bliżej swoich gwiazd (tak blisko jak Merkury okrążający Słońce) albo o orbitach ekscentrycznych zbliżonych do orbit komet w Układzie Słonecznym.

Egzoplanety zbliżone masą do Jowisza krążące blisko swoich gwiazd nazwano gorącymi jowiszami. W 1999 r. odkryto planetę HD 209458 (o popularnej nazwie Ozyrys), która zasłynęła w 2005 r. po tym, gdy po raz pierwszy udało się ustalić skład chemiczny jej atmosfery dzięki bezpośrednim obserwacjom emitowanego przez nią światła. Bardzo często na gorących jowiszach dochodzi do parowania atmosfer. Z powodu niewielkiej odległości od gwiazdy macierzystej, hel i wodór z atmosfery są dosłownie zdmuchiwane przez promieniowanie. Powoduje to powstanie gazowego warkocza, przypominającego warkocz komety. Proces parowania atmosfery może doprowadzić do całkowitego odarcia planety z atmosfery, pozostawiając tylko nagie jądro, podobne do planety skalistej.

Mało masywne planety, krążące blisko swoich gwiazd, mogą być zarówno wielkimi planetami skalistymi, jak i ciałami o nieco innej naturze – gorącymi neptunami. W 2004 r. odkryto GJ 436 b, a 3 lata później obserwowano przejście planety na tle gwiazdy i stwierdzono, że ma ona masę 21 mas Ziemi oraz promień podobny do Neptuna. Tego typu planety są nazywane gorącymi neptunami – są przypuszczalnie zbudowane głównie z egzotycznych, wysokotemperaturowych odmian lodu ukrytych pod warstwą atmosfery. Gorące neptuny różnią się od gorących jowiszy. Powstają one prawdopodobnie wskutek migracji planet typu Neptuna (lodowych olbrzymów) w cieplejsze regiony, bliżej gwiazdy. Tego typu obiekt może skończyć swoją wędrówkę wcześniej, w obrębie ekosfery gwiazdy, czyli tam, gdzie woda istnieje w stanie ciekłym. Planeta staje się wtedy planetą oceaniczną, całkowicie pokrytą oceanem, potencjalnie skrywającym życie.

• Zobacz również | W poszukiwaniu życia pozaziemskiego

Ponieważ metody detekcji planet pozasłonecznych są mocno ograniczone, jedynym kryterium, które pozwala stwierdzić, czy odkryta planeta jest skalista, jest jej masa. Niewielkie planety o masach rzędu 10 mas Ziemi są najprawdopodobniej zbudowane ze skał, gdyż taka masa nie wystarczy do utrzymania gęstej atmosfery, która cechuje olbrzymy. Pierwsze odkryte planety skaliste okazały się niegościnne dla życia. W 2005 r. odkryto planetę Gliese 876 d, która krąży po wąskiej orbicie, a na jej powierzchni panują temperatury ok. 400 stopni Celsjusza. To bardziej piekło podobne do Merkurego, a nie Ziemia. W 2007 r. odnaleziono z kolei planety Gliese 581 c i d, z którą tę pierwszą początkowo uznano za planetę skalistą w ekosferze swojej gwiazdy. Przy masie przekraczającej 7 mas Ziemi, gęstej atmosferze, w której zachodzi efekt cieplarniany, była to pierwsza potencjalna planeta oceaniczna. W 2008 r. odkryto układ HD 40307, w którym po kołowych orbitach krążą 3 planety skaliste i nie ma żadnego gazowego olbrzyma. To pokazuje, że planety skaliste są aż 3 razy liczniejsze od planet-gigantów.

10 egzoplanet, na których mogło rozwinąć się życie

Kepler-186f

Kepler-186f to pierwsza egzoplanety wielkości Ziemi, która znajduje się w ekosferze obcej gwiazdy. Obcy świat jest oddalony od naszej planety o odległość 490 lat świetlnych. Planeta jest tylko 10% większa od Ziemi i niemal na pewno jest skalista. Jeżeli technologia kiedyś pozwoli, powinien być to jeden z pierwszych celów międzygwiezdnych wojaży.

Gliese 581g

Jedna z kontrowersyjnych planet. Odkryto ją w 2010 r., ale do dziś nie potwierdzono jej istnienia. Mimo tego, University of Puerto Rico w Arecibo uznał Gliese 581 za najpoważniejszą kandydatkę do wykształcenia życia. Ta skalista egzoplaneta znajduje się w odległości 20 lat świetlnych od Układu Słonecznego i jest 2-3 razy większa od Ziemi. Okrąża swoją macierzystą gwiazdę – Gliese 581 – co 30 dni.

Gliese 667Cc

Gliese 667Cc to kolejna „Super-Ziemia”. Planeta znajduje się niedaleko Słońca, bo zaledwie 22 lata świetlne, w gwiazdozbiorze Skorpiona. Gliese 667Cc jest co najmniej 4,5 razy większa od Ziemi, a pełne okrążenie macierzystej gwiazdy – GJ 667C – zajmuje jej 28 dni. Sama GJ 667C jest częścią układu potrójnego gwiazd, 3 razy większa od Słońca.

Kepler-22b

Kepler-22b jest planetą większą od Ziemi, ale okrąża gwiazdę, która wielkościowo i temperaturowo jest podobna do Słońca. Egzoplaneta jest 2,5 razy większa od Ziemi i panuje na niej efekt cieplarniany podobny do naszego. Na Kepler-22b panuje temperatura ok. 22 stopni Celsjusza. Planeta znajduje się w gwiazdozbiorze Łabędzia, 600 lat świetlnych od Ziemi.

HD 40307g

HD 40307g to kolejna „Super-Ziemia” w zestawieniu. Planeta znajduje się w ekosferze swojej macierzystej gwiazdy, więc może tam istnieć życie. Znajduje się w gwiazdozbiorze Malarza, 42 lata świetlne od Ziemi. Astronomowie przewidują, że przyszłe teleskopy będą w stanie uchwycić powierzchnię planety.

HD 85512b

HD 85512b to planeta, którą spektrometr High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS) zainstalowany na 3,6-metrowym teleskopie w obserwatorium La Silla w Chile, odkrył w 2011 r. wraz z ok. 50 innymi podobnymi obiektami. HD 85512b to egzoplaneta 3,6 razy masywniejsza od Ziemi, okrążająca gwiazdę w gwiazdozbiorze Żagla, 35 lat świetlnych od Ziemi. Astronomowie mają nadzieję, że w przyszłości uda się ustalić czy na powierzchni HD 85512b może znajdować się woda.

Tau Ceti e

Tau Ceti e to egzoplaneta odkryta w 2012 r., która jest oddalona od Ziemi o 11,9 lat świetlnych. Obiekt ten jest co najmniej 4,3 razy większy od naszej planety, stąd zaklasyfikowanie go do miana „Super-Ziemi”. W zależności od składu atmosfery, Tau Ceti e może być planetą zdolną do utrzymania prostego życia lub prawdziwym piekłem jak Wenus.

Gliese 163c

Gliese 163c to planeta 7 razy większa od Ziemi, przez co trudno porównywać ją do naszego świata. Astronomowie przewidują jednak, że Gliese 163c może być planetą skalistą albo gazowym olbrzymem. Gliese 163c jest oddalona od Ziemi o odległość 50 lat świetlnych i okrąża swoją macierzystą gwiazdę co 26 dni. Układ znajduje się w gwiazdozbiorze Złotej Ryby.

Gliese 581d

Gliese 581d to jedna z tych planet, które mogą mieć cienką atmosferę wypełnioną dwutlenkiem węgla. Planeta jest 7 razy masywniejsza od Ziemi, okrąża czerwonego karła i jest obiektem siostrzanym Gliese 581g, również potencjalnie wypełnionego życiem świata. Układ planetarny jest oddalony od Ziemi o 20 lat świetlnych.

Tau Ceti f

Tau Ceti f to „Super-Ziemia”, podobnie jak jej siostrzana Tau Ceti e. Tau Ceti f orbituje jednak bliżej zewnętrznej krawędzi ekosfery gwiazdy Tau Ceti, więc bardziej prawdopodobne, że rozwinęło się tu życie. Tau Ceti f jest co najmniej 6,6 razy masywniejsza od Ziemi i może mieć własną atmosferę, o nieznanym składzie.

• Zobacz również | Kto zabierze nas w kosmos?