Szybki przegląd Ziem 2.0

W książce Wielki początek deGrasse’a Tysona i Goldsmitha z 2004 roku, czytamy: “Najlżejsza z odkrytych planet [pozasłonecznych] ma masę 55 razy większą niż masa Ziemi, są to więc planety znacznie bardziej masywne niż Ziemia, dlatego raczej nie zanosi się na to, by astronomowie w najbliższym czasie znaleźli jakąś planetę ziemiopodobną…”. I co? Minęło nieco ponad 10 lat od napisania tych słów, a NASA chwali się odkryciem już którejś z kolei Ziemi 2.0.

Oj, popularni astrofizycy mocno nie docenili tempa rozwoju współczesnej nauki. Mieli racje w jednym: wciąż dostrzegamy jedynie stosunkowo duże planety, przez co większość typowych skalistych maluchów pozostaje w ukryciu, a wśród nich bez wątpienia kolejne egzoziemie. Mimo to, wcale nie potrzebowaliśmy długich dziesięcioleci aby udowodnić, że ciał zbliżonych strukturą do naszej błękitnej kropki jest we wszechświecie całe mnóstwo.

Tyson i Goldsmith nie przewidzieli jak skuteczny okaże się wyniesiony na orbitę w 2009 roku Teleskop Kosmiczny Keplera. Instrument w krótkim czasie ustrzelił przeszło tysiąc planet, w tym jak dotąd kilkanaście kandydatek na bliźniaczki Ziemi. Każdemu takiemu odkryciu towarzyszą niemałe emocje. Może to odrobinę infantylne, bo w końcu zwykły zdrowy rozsądek podparty prawdopodobieństwem nakazywał wierzyć w istnienie planet ziemiopodobnych. Wystarczy aby połowa z gwiazd olbrzymiej galaktycznej piaskownicy posiadała własny układ planetarny, i już mamy grube miliardy szans na wyklucie światów podobnych do naszego. Choćby tylko 1% egzoplanet leżał w ekosferze (w odpowiedniej odległości od swojej gwiazdy) a 1% z tego procentu posiadał przyjazną atmosferę, tektonikę i magnetosferę – to nadal mielibyśmy do czynienia z setkami tysięcy siostrzanych globów. I to w samej Drodze Mlecznej! Wbrew pozorom nie są to wcale wygórowane założenia. Według raportu Europejskiej Agencji Kosmicznej więcej niż 3/4 gwiazd to spokojne czerwone karły, natomiast zespół pracujący przy spektrografie HARPS oszacował, że mniej więcej 40% układów planetarnych powinno posiadać co najmniej jedną planetę orbitującą w odpowiedniej odległości.

Odkrycie nowych Ziem wydawało się więc nieuniknione. Mimo to obserwacyjne potwierdzenie wizji kosmosu usianego przyjaznymi planetami dało ludziom do myślenia i ciągle wywołuje ciarki na plecach. Jednak zanim się zanadto rozmarzymy, wytłumaczmy co tak naprawdę przyniósł nam Kepler i inne obserwatoria. Mówimy o planetach ziemiopodobnych, ale przecież podobny =/= identyczny. W rzeczy samej, być może żaden z globów, które za moment przywołam, nie utrzymałby nawet najprostszych form życia. Kryteria są w tym przypadku bardzo elastyczne. Co ciekawe, powstała nawet skala pozwalająca na obiektywną ocenę podobieństwa egzoplanet do Ziemi (ESI), na podstawie specjalnego wzoru. Uzyskanie w niej bardzo wysokiej noty (brane pod uwagę są m.in.: rozmiary planety, przyciąganie i temperatury) w żadnym wypadku nie daje gwarancji, że w danym środowisku poradziłyby sobie choćby ekstremofile. Z drugiej strony, nie posiadamy wystarczającej wiedzy aby wykluczyć możliwość istnienia życia w formie zupełnie innej niż ta, którą znamy z naszego podwórka. Ironią losu może się okazać, że obcych organizmów nie spotkamy na żadnej z ziemskich bliźniaczek, lecz na planecie wyglądającej na kompletnie nieprzyjazną. To wcale nie takie trudne: wystarczy wyobrazić sobie zamarznięty glob, skrywający pod pokrywą lodową rozgrzewane przez wulkany oceany. 

Ale oczywiście nas interesują przede wszystkim planety zdatne do eksplorowania przez cywilizacje podobne do naszej. Takie z przyjemnie chlupiącą wodą, pewną ilością lądów i gęstą (ale nie za bardzo!) atmosferą. Właśnie taką charakterystyką może się pochwalić uchwycony niedawno Kepler 452b, ochrzczony przez dziennikarzy głównym pretendentem do miana Ziemi 2.0. Warto sobie przy tej okazji przypomnieć, że to nie pierwsze tego typu sensacyjne odkrycie.

planetki ziemiopodobne

Tau Ceti e

Podobną Słońcu τ Cet obiega co najmniej pięć planet, wszystkie skaliste i nieco większe od Ziemi. Największe nadzieje budzi czwarta w kolejności Tau Ceti e. Krąży o połowę bliżej gwiazdy niż Ziemia, ale jako że τ Cet również wytwarza o połowę mniej energii od Słońca, temperatury nie powinny doprowadzać wody do wrzenia. W strukturze geologicznej planety zdają się dominować krzem i magnez, co może powodować bardzo dynamiczną tektonikę. Najważniejszą zaletą Tau Ceti e pozostaje jednak jej położenie, niecałe 12 lat świetlnych stąd. Dla naszych silników to wciąż droga nie do przebycia, ale w kosmicznej skali trudno o bliższe sąsiedztwo.

Kapteyn b

Kapteyn b i przywołany wcześniej  Tau Ceti e mają ze sobą wiele wspólnego. Obie egzoplanety są mniej więcej pięciokrotnie masywniejsze od Ziemi i od obu dzieli nas podobnie krótki dystans (tym razem około 13 lat świetlnych). Orbituje wokół stareńkiej gwiazdy o wiele mniejszej i chłodniejszej od Słońca. Dlatego też, choć planeta leży sześć razy bliżej gwiazdy niż Ziemia, panującym na jej powierzchni warunkom prawdopodobnie bliżej do Marsa niż Wenus. Niestety Kapteyn b może skrywać nieprzyjemną tajemnicę: badania nie rozstrzygnęły w stu procentach czy nie mamy do czynienia z wyjątkowo małą planetą gazową.

Gliese 832c

Gliese 832c to astronomiczny hit ubiegłego roku, który zrzucił z podium superziem swoją sławną koleżankę Gliese 667Cc. Obiega po ciasnej orbicie czerwonego karła i tak jak wcześniej wspomniane obiekty, należy raczej do gorących światów, ale przy odrobinie szczęścia mogłaby tam utrzymać się woda w stanie ciekłym. Niestety nie wiemy jeszcze jak prezentuje się atmosfera Gliese 832c, a kształt jej orbity sugeruje spore zmiany sezonowe temperatury. 

Kepler 186f

Kepler 186f leży zdecydowanie dalej niż poprzedniczki (500 lat świetlnych stąd), ale jej odkrycie było małym przełomem. Powyższe superziemie były tłuściochami o kilkukrotnie większej masie od Ziemi. Większa masa implikuje nowe problemy, jak choćby zbyt gęstą atmosferę, toteż uczeni odetchnęli z ulgą odkrywając egzoplanetę dorodniejszą o jedyne 10%. Standardowo Kepler 186f trzyma się blisko swojej gwiazdy, o ponad połowę mniejszej i słabszej od Słońca.

Kepler 438b

W styczniu tego roku uczeni mieli niezły połów, łapiąc hurtem aż osiem egzoplanet, w tym trzy planety skaliste. Największe wrażenie zrobił Kepler 438b, o charakterystyce podobnej, lecz jeszcze korzystniejszej od Keplera 186f. Ten  bliźniak Ziemi jest tylko 12% większy i tak jak 186f krąży blisko czerwonego karła oddalonego od nas o 475 lat świetlnych. Największe podniecenie budzi jednak temperatura powierzchni, która nie powinna przekraczać 60° C. 

Kepler 452b

Kepler 438b bardzo krótko cieszył się pozycją lidera wśród ziemiopodobnych. Podczas konferencji prasowej pracujący w NASA John Grünsfeld powiedział: “Zgromadziliśmy się aby ogłosić odkrycie egzoplanety, którą można nazwać najbliższym, z odnalezionych do tej pory kuzynów Ziemi. To Ziemia 2.0”. Najnowsze odkrycie Kosmicznego Teleskopu Keplera, czyli Kepler 452b, jest o 60% większy od naszej planety, a tamtejszy rok ma bardzo podobną długość (385 dni!) do ziemskiego. Zauważmy, że większość poznanych dotychczas superziem obiega gwiazdy po orbitach ciaśniejszych niż Wenus czy nawet Merkury – ich rok trwa jedynie 1-2 ziemskie miesiące. Najistotniejsze jednak, że Kepler 452b przyjmuje światło w podobnym natężeniu i analogicznej częstotliwości co Ziemia. Dzięki temu nie można wykluczyć, że przy dostarczeniu odpowiednich składników odżywczych, na odległym globie mogłaby przetrwać nasza roślinność. To przebija wszystko co dotąd poznaliśmy. Niestety Kepler 452b znajduje się najdalej ze wszystkich ciał tego zestawienia, bo ponad 1400 lat świetlnych stąd.

superziemia

Jak napisałem, odkrycia światów choć odrobinę przypominających nasz kosmiczny dom, muszą wzbudzać emocje. I to nawet wtedy, gdy zdajemy sobie sprawę, że ta potencjalna szalupa ratunkowa dla ludzkości znajduje się hen daleko za naszym zasięgiem. Ale nie mamy jednak prawa narzekać. Nawet najdłuższą i najbardziej krętą ścieżkę można pokonać, ale tylko wtedy gdy wykona się pierwszy krok. 

Literatura uzupełniająca:
N. deGrasse Tyson, D. Goldsmith, Wielki początek. 14 miliardów lat kosmicznej ewolucji, przeł. P. Rączka, Warszawa 2004;
Countdown to Discovery of Alien Life: “10’s of Billions of Rocky Planets in Milky Way Habitable Zones”, [online: dailygalaxy.com/my_weblog/2012/04/countdown-to-discovery-of-alien-life-10s-of-billions-of-rocky-planets-in-milky-way-habitable-zones-e.html];
Habitable Planet Reality Check: Kapteyn b, [online: drewexmachina.com/2014/06/06/habitable-planet-reality-check-kapteyn-b/];
H. Osborne, Gliese 832 c: ‘Best Habitable World Candidate’ Discovered 16 Light Years Away, [online: http://www.ibtimes.co.uk/gliese-832c-alien-most-earth-like-planet-found-16-light-years-away-1454270];
Kepler-452b: Earth’s Bigger, Older Cousin — Briefing Materials, [online: nasa.gov/keplerbriefing0723].
Architekt nowej fizyki cz.1: Albert Einstein i podejrzany czas 7 najsławniejszych publikacji w dziejach nauki cz.1 Kult cargo: Gdy człowiek tworzy boga