Znajdź zawartość

Naukowcy uważają, że wiele planet może doświadczać tak olbrzymiego oddziaływania sił pływowych, że cała znajdująca się na nich woda może zostać odparowana. Odkrycie to może pomóc w poszukiwaniu planet, na których istnieje życie. Niewykluczone bowiem, że wiele z nich, mimo iż znajduje się w strefie zamieszkania, zostało pozbawione wody np. przez swoją gwiazdę. Siły pływowe pojawiają się wówczas, gdy na znacznej długości obiektu dochodzi do zmiany grawitacji. Na Ziemię oddziałują w ten sposób Słońce czy Księżyc. Ta strona naszej planety, która jest bliżej oddziałującego nań ciała, jest silniej przyciągana niż strona bardziej odległa. Widocznym objawem istnienia sił pływowych są na Ziemi pływy morskie. Jednak siły, których doświadcza Ziemia są niczym w porównaniu z tymi, jakie mają miejsce w innych miejscach kosmosu. Na przykład siły Jowisza oddziałujące na Europę są około 1000-krotnie większe niż wpływ Księżyca na Ziemię. To powoduje, że Europa wygina się i rozgrzewa. Odległość od gwiazdy macierzystej to bardzo ważny wskaźnik możliwości istnienia życia na planecie. Jeśli jest ona zbyt mała, powierzchnia planety jest tak gorąca, że nie może na niej istnieć woda w stanie ciekłym. Gdy planeta jest daleko od swojej gwiazdy, istniejąca nań woda zamarza. Uczeni od dawna przypuszczają, że to niewielka odległość Wenus od Słońca powoduje, że planeta ta jest sucha. Cała jej woda wyparowała. Jednak teraz naukowcy stwierdzili, że istotna jest nie tylko temperatura. Zbyt potężne siły pływowe mogą pozbawić planetę całej wody rozgrzewając jej powierzchnię. To znacząco zmienia koncepcję strefy zamieszkania. Doszliśmy do wniosku, że jej szerokość należy skorygować o jeszcze jeden czynnik niż tylko ciepło docierające z gwiazdy macierzystej - mówi Rory Barnes, astrobiolog z University of Washington. Jego zdaniem takim systemom planetarnym jak nasz nie grozi pozbawienie wody przez gwiazdę, gdyż siły pływowe gwałtownie zmniejszają się wraz z odległością od gwiazdy. Planeta musiałaby znajdować się tak blisko niej, że i tak straciłaby wodę wskutek gorąca. Jednak taki scenariusz jest prawdopodobny w przypadku systemu planetarnych powstałych wokół białych czy brązowych karłów. Tego typu systemy są szczególnie interesujące dla astronomów, gdyż planety mogą znajdować się bardzo blisko gwiazd, a mimo to nie panuje na nich zbyt wysoka temperatura. Ponadto, z powodu swojej niewielkiej odległości, czas ich obiegu wokół gwiazdy jest krótki, co ułatwia odkrycie takich planet. Rory Barnes uważa, że takie planety mogą być bardzo mylące. Najpierw znajdują się one na tyle blisko swojej gwiazdy macierzyste, że siły pływowe pozbawiają je wody. Później mogą zmienić orbitę na dalszą, przez co nawet nie będziemy przypuszczać, że mogą na nie oddziaływać duże siły pływowe, a jednocześnie orbita ta będzie znajdowała się w strefie zamieszkania. Gdy znajdziemy kandydatkę na zamieszkaną planetę, trzeba brać pod uwagę siły pływowe. Szkoda marnować czasu na badanie wysuszonych planet - mówi Barnes.

Teleskop Kepler odkrył pierwszą planetę, o której na pewno wiemy, że znajduje się w strefie zamieszkania, czyli w takiej odległości od swojej gwiazdy macierzystej, która umożliwia istnienie na planecie ciekłej wody. W ostatnim czasie Kepler znalazł ponad 1000 obiektów, które mogą być planetami. Aż 10 z nich prawdopodobnie jest w strefie zamieszkania, jednak konieczną są dalsze obserwacje, by potwierdzić te przypuszczenia. Pierwsze potwierdzenie uzyskano w doniesieniu do planety Kepler-22b. Średnica planety jest o około 2,4 raza większa od średnicy Ziemi. Obiekt znajduje się w środku strefy zamieszkania i obiega gwiazdę podobną do Słońca. Na razie nie wiadomo, czy Kepler-22b to planeta skalista, gazowa czy też składająca w większości z płynnej materii. Już wcześniej znajdowano obiekty wielkości podobnej do Ziemi i znajdujące się w strefie zamieszkania, jednak nigdy nie zdobyto jednoznacznego dowodu, że mamy do czynienia z planetą i rzeczywiście jest ona tam, gdzie przypuszczano. Taki dowód uzyskano dopiero w przypadku Keplera-22b. Teleskop Kepler szuka planet mierząc zmiany w jasności ponad 150 000 gwiazd. Zmiany te mogą być powodowane właśnie przez planety, przechodzące pomiędzy obserwowaną gwiazdą a Ziemią. Szczęście się do nas uśmiechnęło. Po raz pierwszy zauważyliśmy tę planetę zaledwie trzy dni po uruchomieniu Keplera. Później obserwowaliśmy ją w 2010 roku - mówi William Borucki, główny naukowiec misji Kepler. Zespół Boruckiego korzysta też z teleskopów znajdujących się na Ziemi oraz z Teleskopu Kosmicznego Spitzera. Urządzenia te służą potwierdzeniu obserwacji Keplera. Planeta Kepler-22b jest odległa od nas o 600 lat świetlnych. Obiega swoją gwiazdę w czasie 290 dni. Sama gwiazda należy do tego samego co Słońce typu G, jest jednak nieco mniejsza i chłodniejsza od Słońca. Dotychczas teleskop Kepler odkrył 2326 obiektów, które mogą być planetami. Aż 207 z nich ma rozmiary Ziemi, kolejnych 680 należy do klasy superziemi, czyli planet większych od Ziemi, ale znacząco lżejszych od gazowych gigantów z Układu Słonecznego. Kolejnych 1181 jest rozmiarów Neptuna, 203 to planety wielkości Jowisza, a 55 jest większych od Jowisza.

Astrobiolodzy poszukując planet, na których może istnieć życie, mówią o planetach znajdujących się w „strefie zamieszkania". Opisuje ona taką odległość planety od gwiazdy macierzystej, która pozwala na występowanie wody w stanie ciekłym. Dla Układu Słonecznego strefa zamieszkania rozciąga się w odległości od 0,7 do 3 jednostek astronomicznych. Nie w każdym systemie planetarnym tak jest. Dużo bowiem zależy od wielkości i temperatury gwiazdy macierzystej. Istotne są również warunki panujące na samej planecie, a szczególnie albedo czyli stosunek promieniowania padającego na planetę do promieniowania przez nią odbijanego. Manoj Joshi z brytyjskiego Narodowego Centrum Nauk Atmosferycznych oraz Robert Haberle z NASA Ames Research Centre zwrócili właśnie uwagę na pewien czynnik dotyczący strefy zamieszkania wokół gwiazd typu widmowego M. To najczęściej występujący typ gwiazdy, zatem to właśnie w systemach planetarnych tych gwiazd możemy najszybciej znaleźć życie. Joshi i Haberle zwracają uwagę, że gwiazdy typu M emitują bardzo dużo światła w zakresach fali dłuższych niż emisja z naszego Słońca. To oznacza z kolei, że albedo śniegu i lodu na planetach krążących wokół takich gwiazd będzie mniejsza niż śniegu i lodu na Ziemi. Z tego wynika, że planety takie będą absorbowały znacznie więcej energii ze swojej gwiazdy niż absorbuje nasza planeta. Obaj naukowcy wyliczają, że dzięki temu strefa zamieszkania wokół gwiazd typu widmowego M jest o 10-30% szersza niż dotychczas przypuszczano.

W ostatnich latach astronomowie odkryli tyle egzoplanet, że pojawiły się głosy, iż być może jeszcze w bieżącym roku odnaleziona zostanie pozasłoneczna planeta nadająca się do zamieszkania. Uznaje się, że potencjalnie takie planety mogą orbitować wokół gwiazd o masie mniejszej od Słońca i muszą znajdować się w "strefie zamieszkania". Strefa istnieje w takiej odległości od gwiazdy, w której może znajdować się woda w stanie ciekłym. Zatem dwa podstawowe warunki to odległość od gwiazdy oraz skład atmosfery. Jednak Rene Heller i jego koledzy z Instytutu Astrofizycznego w Poczdamie studzą entuzjazm innych astronomów. Niemieccy naukowcy badali siły pływowe wywoływane przez gwiazdy mniejsze od Słońca i uważają, że mogą one uniemożliwiać istnienie życia na planetach znajdujących się w strefie zamieszkania. Myślę, że szanse na istnienie życia na egzoplanetach w strefie zamieszkania gwiazd mniejszych od Słońca są niewielkie, jeśli weźmiemy pod uwagę efekt pływów. Jeśli chcemy znaleźć drugą Ziemię, musimy szukać drugiego Słońca - stwierdza Heller. Jego zdaniem siły pływowe zniszczyłyby życie na trzy sposoby. Po pierwsze, w ciągu kilku milionów lat oś planety stałaby się prostopadła do jej orbity. W takim wypadku na planecie nie dochodziłoby do zmian pór roku, bieguny byłyby bez przerwy zmrożone, a równik coraz cieplejszy. Z czasem doprowadziłoby to do wyparowania atmosfery. Ponadto pływy podgrzałyby samą planetę. W końcu spowodowałyby, że częstotliwość ruchu obrotowego planety zsynchronizowałaby się z jej obiegiem wokół gwiazdy. Innymi słowy, na połowie planety panowałby ciągły dzień, na drugiej - ciągła noc. Zespół Hellera sprawdził swoją teorię na GI581g, czyli pierwszej egzoplanecie, o której mówi się, że może być na niej życie. Odkryli, że na planecie tej nie ma pór roku oraz, że dzień jest zsynchronizowany z rokiem.