Gliese 832c i implikacije za dalja istraživanja

 

 Od kad se intenzivirala potraga za egzoplanetama, otkriće sveta nalik na Zemlju postajala je sve realnija opcija. Dok i dalje iščekujemo pronalazak prve planete koja je zaista nalik na Zemlju, otkrića različitih svetova smeštenih u naseljivu zonu (pojas oko zvezde u kom bi planeta dobijala toliku količinu energije da omogući temperature na kojima voda postoji u tečnom stanju) postavljaju pitanja i omogućavaju spekulacije o nastajanju i održavanju života u sredini koja je ipak u velikoj meri drugačija nego što je Zemlja. Od posebnog interesovanja bile su planete često nazivane "superzemljama" koje su između 4 i 7 Zemljinih veličina- svetovi o kojima ne znamo mnogo, a čini se da mogu postojati u različitim oblicima- ogromne sfere kamena, sa tankim atmosferama- dakle, kao znatno veća Zemlja; ali i kao manja kamena jezgra sa ogromnim atmosferama od lakih elemenata- dakle, kao umanjeni Neptun ili Jupiter. Ova razlika može biti ključna prilikom razmatranja pitanja naseljivosti planete.
Gliese 832 je crveni patuljak, udaljen 16,1 svetlosnih godina od Zemlje, u sazvežđu Ždrala, sa oko 0,45 masa Sunca. Oko ove zvezde je otkrivena jedna planeta u septembru 2008., Gliese 832b, sa oko 0,64 masa Jupitera koja orbitira oko svoje zvezde na 3,4 AU (astronomical unit = prosečna udaljenost Zemlje od Sunca, zvanično definisana kao 149597870700 metara), i treba joj oko 9 Zemaljskih godina da završi orbitu. Kao takva, ona se nalazi izvan naseljive zone, u daleko hladnijem delu sistema. Sada, međunarodni tim naučnika je potvrdio postojanje još jedne planete, superzemlje Gliese 832c koja ima 5,4 mase Zemlje i orbitira oko zvezde na 0,16 AU, završavajući svoju godinu za oko 36 Zemaljskih dana. Kako je zvezda Gliese 832, crveni patuljak (klase M1.5V, M patuljak) manja i hladnija od Sunca, ovo rastojanje pretstavlja naseljivu zonu (po optimističnijim procenama), dok "konzervativno" viđenje naseljive zone isključuje ovu planetu.
Planeta je otkrivena kada je međunarodni tim stručnjaka uspostavio saradnju sa nizom organizacija i različitih grupa koje su se bavile ksenološkim istraživanjima. Tako, ovo otkriće pretstavlja i lep primer međunarodne saradnje naučnika i istraživača. Tim naučnika koji je istraživanje započeo u Australiji, analizirao je posmatranja ove zvezde i podatke dobijene sa više lokacija- UCLES, Carnegie Planet Finder Magelan teleskopa u Čileu, i HARPS spektograf, takođe u Čileu pod pokroviteljstvom ESAe.

Orbitalna analiza- klikni za uvećan prikaz

 Naučnici primećuju da, ukoliko ostavimo po strani veličinu planete, sistem Gliese 832 u mnogo čemu potseća na Sunčev sistem, ali u manjoj verziji- kako je zvezda hladnija, planete su daleko bliže zvezdi, u odnosu na Sunčev sistem. Naime, dok u naseljivoj zoni postoji planeta koja ima određen statistički potencijal da zaista bude naseljiva, u sistemu postoji i veća spoljašnja planeta, koja je možda, odigrala sličnu dinamičku ulogu u tom sistemu, kao Jupiter u našem.
Naučnici procenjuju da bi Gliese 832c trebalo da dobija približno istu količinu energije kao i Zemlja, mada nije sigurno kako to može uticati na njen potencijal za život jer je moguće da Gliese 832c poseduje veliku atmosferu koja može dovesti do efekta staklene bašte, zagrevajući tako planetu do temperatura na kojima će voda ispariti. Za potrebe određivanja očekivanih temperatura različitih planeta, jedno od sredstava za analizu je temperatura ekvilibrijuma planete (Planetary equilibrium temperature), računanje temperature ukoliko se zanemare svi faktori sem uticaja zvezde. Temperatura ekvilibrijuma za Gliese 832c iznosi -20 stepeni celzijusa (što je približno Zemljinoj vrednosti od -18, ali uz veće varijacije- do 25 stepeni). Ipak, velike razlike u atmosferama, veličinama, zvezdama oko kojih orbitiraju, može značiti i druge bitne razlike koje mogu dovesti do toga da umesto nalik na Zemlju, ova planeta bude više nalik na Veneru, pretopla za život sa ogromnom atmosferom koja je karika u ciklusu ekstremnog efekta staklene bašte.
Ipak, veliki broj karakteristika je nepoznat, tako da iako postoje opravdane sumnje vezane za potencijalnu negostoljubivost Gliese 832c, postoji verovatnoća da ona izgleda drugačije nego što mislimo, kako sa trenutnom tehnologijom, većina ključnih podataka ostaje nepoznata. Kao poseban naučni metod za prvo procenjivanje sličnosti neke planete sa Zemljom, grupe naučnika su radile na razvoju specifične jedinice (na ovom polju veliki doprinos je dala Planet Habitability Laboratory sa Aresibo univerziteta u Čileu) koja je definisana kao ESI (Earth Similarity Index). ESI pretstavlja jednačinu koja uzima u obzir različite značajne parametre (uglavnom stelarni fluks i masu) i daje vrednost između 0 i 1, gde je savršeni Zemljin "blizanac" 1. Gliese 832c ima ESI od 0,81, što je smešta među tri egzoplanete sa najvećim ESI- Gliese 667Cc (0,84) i Kepler 62e (0,83). Kako je Gliese 832c najbliža Zemlji, naučnici smatraju da će biti česta meta daljih istraživanja i posmatranja.
Različita neodgovorena pitanja, kao i neke karakteristike koje ukazuju da ova planeta najverovatnije nije zaista nalik na Zemlju ne čine ovo otkriće spektakularnim u smislu otkrića savršenog kandidata za istinsku drugu Zemlju. Ovo otkriće je značajno iz više drugih razloga, a posebno zbog implikacija ovog otkrića i pitanja koja postavlja. Kao prvo, ovo je još jedna egzoplaneta koja je bila dovoljno blizu zadatim parametrima da se razmatra kao potencijalno naseljiva, i samo pokazuje da manje planete, kao i one koje su u svojim naseljivim zonama nisu retke kao pojava u svemiru. Zbog svoje blizine, ova planeta može da postane česta meta daljih istraživanja što će unaprediti naša znanja o egzoplanetama i solarnim sistemima, ali možda biti i poligon za razvoj nove tehnologije, koja će nam omogućiti da o drugim planetama saznamo mnogo više. Najzad, ova studija pokazuje koliko smo napredovali- od prepirki oko toga da li planete postoje izvan našeg sistema, da li su rekte, preko centralnih ideja o naseljivosti, već sada razmatramo uticaje atmosfere, interakcije sa drugim telima i druge karakteristike koje naše shvatanje "naseljive planete" daleko proširuju. Ovakve planete pokazuju nam da nekada shvatanje naseljive zone u smislu određenog temperaturnog pojasa više nije dovoljno za naš pogled u noćno nebo. Sada već znamo dovoljno da shvatimo da različiti elementi u specifičnoj interakciji stvaraju naseljivu planetu i različiti parametri različito mogu varirati i menjati lice planete. To je najsnažnija implikacija ovog otkrića- počeli smo da razumevamo kompleksne odnose ovih elemenata, i tako, da sebi otvaramo vrata za razmatranje različitih potencijalno naseljivih svetova. Razrada teorija koje su počele sa goldilock's zone i Earth Similarity Index-om moraju da nastave da se razvijaju, dajući nam jednog dana obuhvatnu teoriju pomoću koje ćemo preciznije procenjivati novootkrivene svetove, stvarajući jasniju sliku o svetu oko nas. Mnoge sile oblikuju svetove oko drugih zvezda i samo razumevanje tih sila može nam omogućiti da zavirimo dublje, pogledamo preciznije u ove udaljene svetove i usmerimo našu potragu u ispravnom pravcu. Samo razumevanjem kompleksnih sistema interakcija, možemo napraviti sledeći korak u potrazi za vanzemaljskim životom, i proširiti naše shvatanje "naseljive planete".

Izvori:

Universe Today
Space.com
Planet Habitability Laboratory
Wikipedia [1]
Wikipedia [2]

Lov na atmosfere

Slika Andrewa Stewarta, zamišljeni tokovi u Jupiterovoj atmosferi.

Za sada, najbolja polazna pretpostavka, kada govorimo o potrazi za životom u svemiru, jeste da gde ima tečne vode, uz dodatne faktore može biti i života. Postojanje tečne vode je, dakle, sin qua non uslov postojanja bilo kakvog oblika života. Za ostvarenje ovog uslova neophodno je više faktora, prvo, planeta (ili mesec) koji je predmet istraživanja mora imati raspon temperatura koje omogućavaju postojanje tečne vode na površini. Ovaj aspekat određen je kroz izračunavanje naseljive zone određene zvezde. Bar načelno, sve planete koje se nalaze unutar te zone bi trebalo da imaju temperature neophodne da se voda ni ne zaledi, ni ne ispari (iako u praksi različiti faktori mogu pomeriti naseljivu zonu bliže ili dalje od zvezde). Drugi nezaobilazan uslov za postojanje tečne vode jeste određen atmosferski pritisak koji ce omoguciti da voda ostane u tečnom stanju, odnosno, planeta mora imati atmosferu.
U našem solarnom sistemu imamo primere oba tipa atmosfera- ona sačinjena od lakših elemenata, velikog obima i mase (gasoivti džinovi) i ona sačinjena od težih elemenata, ali daleko manjeg obima i mase (poput Zemljine atmosfere).
Dok samo merenje mase, odnosno prečnika planete u nekim (krajnjim) slučajevima može biti dovoljno da se zaključi kom tipu planeta pripada- planete veće od Neptuna najverovatnije su gasoviti džinovi, dok su one manje od Zemlje verovatno sa tankom, težom atmosferom ili u potpunosti bez nje- veoma rasprostranjena kategorija planeta, takozvane Super-Zemlje, mase od dve do deset puta većih od Zemljine, se prilikom ovih observacija najčešće nađu u nedorečenoj kategoriji, odnosno, ne možemo sa sigurnošću tvrditi da li njen atmosferski tip odgovara više Zemlji ili Neptunu.
Ipak, tim naučnika uspeo je da izradi specifičan kompjuterski model koji će koristiti podatke dobijene putem primene dve komplementarne tehnike potrage za egzoplanetama (radial velocity i transit) da uporedi odnos njihovog prečnika i mase i tako izradi nekoliko grafikona i aproksimacija koje će omogućiti naučnicima da zaključe da li je planeta bliža prvom ili drugom atmosferskom tipu.
Ipak, da bi ovaj model bio funkcionalan, neophodno je da obe vrednosti, i prečnik i masa, budu što je preciznije moguće određeni, tako da je sada moguće precizno utvrditi samo tip onih planeta koje su dovoljno blizu da radial velocity metod može da detektuje gravitacioni uticaj planete na zvezdu, i u dobrom "uglu gledanja", da bi Kepler mogao da detektuje njen prečnik.

Uporedni prikaz preseka Jupitera i Zemlje.

Ovaj model funkcioniše na sledeći način- sa obe vrednosti, program izračunava jednostavnim postupkom gustinu planete. Prilikom tranzita, deo svetlosti je blokiran ne samo jezgrom, već i atmosferom planete, ali direktnim posmatranjem ne možemo utvrditi koliki procenat njenog prečnika otpada na atmosferu (kod Zemlje, taj broj je oko 1.5%). Model zatim prikazuje gde se na kontinuumu mogućih varijanti nalazi planeta. Teoretski određene granice su potpuno čvrsta planeta bez atmosfere i s druge strane, planeta potpuno sačinjena od vode (za sada, čini se da superzemlje ne mogu da budu sačinjene na ovaj način- uvek mora postojati čvrsto jezgro). Tako da bi, ukoliko rezultat bude potpuno vodena planeta, objašnjenje za tu izračunatu gustinu planete bilo postojanje lake, ali veoma obimne atmosfere.
Ipak, potraga za planetom koju ćemo nazvati drugom Zemljom i potraga za planetom na kojoj možda postoji neki radikalno drugačiji oblik života su različite stvari. Naime, naučnici se slažu da vodonik-helijum atmosfera koja omogućava tečnu vodu na površini ne mora isključivati mogućnost razvoja života koji bi na te uslove bio adaptiran. Zbog toga, obe forme superzemalja i dalje mogu biti u igri.
Ali, ovaj model sem neverovatnog novog alata za spoznaju sveta oko nas pruža i jednu prilično praktičnu olakšicu- čini lov na Zemlji nalik planete daleko efikasnijim. Naime, sa očekivanim teleskopima i satelitima čija su lansiranja najavljena za period od narednih pet do deset godina, koji će nam pružiti veoma detaljne i mnogo preciznije podatke o egzoplanetama, primena ovog modela na dotadašnje observacije pomoćiće nam da napravimo "uži izbor" onih planeta koje imaju najveći potencijal za najveće otkriće čovečanstva- otkriće druge planete nalik našoj.

Izvori:

Space.com

Oblaci života

Rezultat simulacije- grafički prikaz očekivanog rasporeda oblaka na planeti koja je "gravitacijski zaključana" sa svojom zvezdom.

U velikom broju postova sam već pominjao neverovatnu evoluciju naše ideje o egzoplanetama i vanzemaljskom životu, od dugo prihvatane predstave o "retkoj Zemlji" i Sunčevom sistemu kao kosmičkom izuzetku, pre nego pravilu, preko različitih teorija o velikom broju negostoljubivih planeta i gotovo nepostojećim naseljivim, do današnjih, veoma optimističnih prognoza. Takođe, ono što se promenilo jeste što su zvezde M klase, crveni patuljci, iz fusnota stručnih knjiga dospeli do senzacionalističkih naslova. Naime, naša galaksija, Mlečni put, sastoji se od oko 300 milijardi zvezda, od čega su tri četvrtine upravo crveni patuljci (o kojima sam već ranije pisao).
Ove male zvezde, nevidljive golim okom sa Zemlje samom svojom orgomnom cifrom postaju dobri kandidati za život. Ipak, kao što sam pominjao u više članaka, oni imaju i mnoge mane- njihovu nestabilnost s jedne strane, i s druge, orbitalno zaključavanje planeta- sinhronizaciju rotacije i revolucije planete, tako da je jedna strana uvek okrenuta zvezdi, a druga je u večnom mraku. Štaviše, sa bilo koje tačke planete bi izgledalo kao da je sunce zamrznuto na nebu, uvek u istom položaju, a ukoliko bismo išli linijom ekvatora od dnevne strane, iz područja večnog podneva bismo se kretali ka uskom prstenu večnog zalaska, odnosno izlaska sunca, i najzad, do predela večnog mraka.
Ovakvo stanje uticalo bi, pre svega, na stvaranje velike temperaturne razlike između noćne i dnevne strane, brzih vetrova i mnogih drugih nepogodnosti za život, koje, uošteno uzev, sužavaju inače nestabilnu naseljivu zonu oko ovih varijabilnih zvezda.

 

Ali, novo otkriće, bazirano pre svega na simulaciji (nadamo se i potvrdi, kada Džejms Veb teleskop najzad bude završen!), pokazuje da je naseljiva zona čak i šira nego što se mislilo, a da temperaturne razlike uopšte ne moraju biti drastične.
Evo i zašto- kada bismo posmatrali temperaturnu mapu Zemlje, snimanu iz svemira, neki delovi planete poput Brazila ili Indonezije mogu izgledati hladno. I to je upravo zbog velike količine oblaka koji se formiraju iznad ovih delova.
Oblaci mogu imati dvostruku funkciju- zadržavajući zračenje (toplotno isparavanje) tla, mogu povećati temperaturu, isto kao što hladni, visoki i veoma reflektivni oblaci mogu efektivno snižavati temperaturu. Naučnici veruju da, ukoliko voda postoji, upravo do toga dolazi. Naime, dok voda iz okeana isparava, reflektivni oblaci se formiraju na velikim visinama, na taj način snižavajući temperaturu. Tako bi termalni snimak neke ovakve egzoplanete možda otkrio čak topliju noćnu stranu- zato što bi snimak dnevne strane zapravo pretstavljao hladne i reflektivne oblake. Iako bi temperaturna razlika postojala, drastična razlika bi bila smanjena, a uloga oblaka čini naseljivu zonu daleko širom nego što smo ranije mislili.
Dakle, oblaci ne samo što stabilizuju temperature na povšini, već i, kada su i oni uzeti u razmatranje, naseljiva zona je proširena, i to duplo! Sa novim vrednostima, širom naseljivom zonom i prosečnim brojem i rasporedom planeta oko M zvezda, trenutna cifra je da samo oko crvenih patuljaka orbitira oko 60 milijardi naseljivih svetova! I to su samo svetovi oko crvenih patuljaka, samo u našoj galaksiji! Sem ovog neverovatnog priliva optimizma u ksenološka istraživanja, saznanje da se oblaci uvek formiraju u atmosferama gravitacijski zaključanih planeta sa okeanima, dobili smo još jedan način potvrde postojanja tečne vode na površini udaljenih egzoplaneta. Ipak, za preciznije informacije i najzad, "opipljive" činjenice vezane za stvarne egzoplanete, neophodna je nova tehnologija koja će obezbediti preciznija merenja i posmatranja.

Izvori:

Universe Today
Space.com

Koje boje je HD189733b?

Čuvena temperaturna mapa planete HD189733b iz 2007. godine. Prva mapa bilo koje vrste koja se odnosi na planetu van našeg sistema.

Planeta HD189773b je već poznata onima koji su se zanimali za egzoplanete- to je vrući Jupiter, udaljen 63 svetlosne godine od Zemlje, u sazvežđu Lisice, i poznat je po čuvenoj temperaturnoj mapi, izrađenoj 2007 godine, i upravo ta mapa je prva koja se odnosi na planetu van našeg sistema. Sada, HD189733b je pionir u još jednom naučnom poduhvatu. Prvi put smo uspeli da izmerimo boju neke planete van našeg sistema. I, možemo se nadati da kada ovaj metod usavršimo, da će i sledeća otkrića, merenja manjih planeta u naseljivoj zoni dati isti rezultat- HD189733b je plava!
Pored toga, ova planeta nije ni nalik na Zemlju, i mada nije stopostotno sigurno, veruje se da njena boja ne potiče od vode i specifičnih uslova atmosfere, već pre od staklenih čestica koje se formiraju u njenoj atmosferi pri ogromnim temperaturama kojima je izložena. Ova planeta je oko 1.16 puta masivnija od Jupitera i oko 13% veća, ali se nalazi toliko blizu svoje zvezde da se njena prosečna temperatura kreće od 1066 stepeni celzijusa do 1260. Godina na HD189733b traje samo 2.2 zemaljska dana! Vetrovi na ovoj planeti duvaju brzinom od oko 7000Km/h, noseći komadiće vrelog stakla. Dakle, ova planeta, pored boje, uopšte ne liči na našu, i veoma je negostoljubiva za život, kakvim ga poznajemo ovde, na Zemlji.
Ali, kako je tim naučnika uspeo da izmeri boju planete koji ne može čak ni direktno da vidi?

Ilustracija, kako bi HD189733b mogla da izgleda kada bismo je videli direktno.

Posmatrajući svetlost koja se odbija od planete, naučnici su zapravo posmatrali promene u spektru celog sistema, čekajući da planeta zađe iza zvezde. U trenutku kada je nestala sa vidika, plavi deo spektra je opao za jedan procenat, dok su druge boje ostale konstantne. Na taj način, zaključeno je da bi, kada bismo je posmatrali direktno, planeta izgledala plavo.
Mada konkretna planeta nije od prevelikog značaja kada govorimo o potrazi za vanzemaljskim životom, ono što je najznačajnije jeste činjenica da smo na putu ka usavršavanju tehnika za posmatranje dodatnih, do sada skrivenih karakteristika egzoplaneta. Precizne informacije o boji, ili preciznije, refleksiji svetlosti, kada potiču s manjih planeta iz naseljive zone mogu nam dati neverovatne podatke- postojanje vodenih površina, odnos vode i kopna, oblake u atmosferi, a čak postoje i neke studije koje, mada su tek u nastajanju, čine se vrlo osnovano i obećavajuće, da upravo preciznim merenjem refleksije svetlosti, ali i manjih temperaturnih razlika možemo utvrditi postojanje vanzemaljskih gradova. Najzad, upravo ovi skromni koraci, od određenja boje gasovitih džinova, pa dalje, kroz usavršavanje, do očekivanih izračunavanja odnosa boja na manjim planetama, polako se krećemo i ka jednom od snova svakog ksenologa i entuzijaste za ova pitanja- otkrivanja grupisanih mreža svetala na noćnoj strani neke udaljene planete.

Izvori:


Space.com
Wikipedia

Eyes in the Sky

 

Poetična sintagma, bezbroj puta upotrebljena u poeziji, muzici, religiji... Ali, sada, čini se da ova sintagma može poprimiti jedno daleko drugačije značenje. Posle nekoliko novootkrivenih tipova planeta, vrućih Jupitera, ekscentričnih džinova, superzemlji i drugih, danas se pojavljuju vesti o novoj kategorizaciji koja može biti, ako bude potvrđena, najveće otkriće posle samih "Zemljinih blizanaca". Ove planete, nazvane Eyeball Earths, u slobodnom prevodu, Zemlje-očne jabučice su očekivani tip naseljivih planeta oko zvezda M klase, poznatijih kao crvenih patuljaka. U nekoliko navrata, već sam pisao o potencijalnoj naseljivosti planeta oko ove vrste zvezda, i uvek se kao najveći problem, posle visoke varijabilnosti, nametao nizak procenat svetlosti i toplote zbog kog bi potencijalno naseljiva planeta bila gravitacijski zaključana, odnosno, jedna njena strana bi bila u večnom mraku, druga na večnom udaru radijacije i svetlosti sa zvezde. Prema tome, možemo reći da smo već duži period znali za ovu kategoriju, ali je ona tek danas zvanično imenovana.
Zbog ovakvog položaja planete, njen izgled bi zaista podsećao na očnu jabučicu, sa jednom stranom u večnom ledu, drugom ogoljenom, ili prekrivenom veoma toplim okeanom, sa uskim pojasom između njih koji bi bio najsličniji, po uslovima koji tamo vladaju, našoj planeti, sa izuzetkom smene dana i noći, jer bi na tom pojasu, sunce izgledalo kao da je zarobljeno u večnom zalasku ili izlasku.

 

Naravno, ne znamo da li bi ovo bio stalan scenario. Zbog velikog broja varijabli, planete koje bi bile dobri kandidati za Eyeball Earths, mogu zapravo biti hladnije, ili pak, ukoliko se radi o planetama sa ogromnim okeanima, postoji potencijal da zbog raspodele temperature kroz vodu, obe strane imaju umerenu temperaturu. Možda i atmosfera može postići sličan efekat. Za sada, ne znamo tačno na koji način, i kroz koje varijacije bi ovaj tip planeta mogao da se ispolji, ali zato naučnici spremaju niz eksperimenata kroz kompjuterske modele, koji će simulirati različite situacije i pružiti značajnije podatke.
Drugi niz eksperimenata biće laboratorijska simulacija uslova na određenim lokacijama (u različitim pojasevima) ovih planeta, i ubacivanje mikroba u tu sredinu kako bi se potvrdilo da li bi mikroorganizmi koje poznajemo mogli da opstanu u uslovima takve temperature, svetlosti i radijacije. Ne smemo zaboraviti da su zvezde M klase značajno drugačije od Sunca, pa tako imaju i različit spektar zračenja, odnosno, za razliku od Sunca, veći deo njihove svetlosti je infracrvena. Kako bi se život adaptirao tamo? Jasno je da bi proces fotosinteze bio značajno drugačiji.
Najzad, mnogi mogu postaviti pitanje čemu potraga za ovim neobičnim planetama na kojima život ima u najbolju ruku, neizvesne izglede za razvoj i opstanak. Radi se, naravno, o činjenici da su crveni patuljci najčešći tip zvezda u našoj galaksiji, ali i našem zvezdanom susedstvu. Zbog toga, potvrda ovakve planete i eventualnog života na njoj bio bi značajan korak ka spoznaji života u svemiru, ostvaren u najmanjem mogućem vremenskom periodu. Ove planete je relativno lako otkriti zbog njihovih malih orbita, a iz istog razloga, tri tranzita potrebna za potvrdu mogu se dobiti u mnogo kraćem roku nego što je to slučaj sa planetama oko zvezda G klase, dakle, kao naše Sunce. Čak i Doplerov efekat je izraženiji, pa je i na ovaj način lakše detektovati planetu. Naravno, čak i da je život nastao na ovim planetama, ostaje otvoreno pitanje da li se ikada razvio dalje od mikroorganizama i biljaka, ali čak i takva potvrda bila bi neverovatno otkriće koje bi potvrdilo da je život u svemiru pravilo, a ne izuzetak.

Izvori:
Space.com 

Sto milijardi planeta

Kliknite na sliku za uvećanje

Kakav način da se započne 2012. godina!
U procesu pisanja ovog bloga koji sada traje skoro godinu dana, imao sam priliku da napišem nekoliko prikaza novih i zapanjujućih vesti, sitnijih, ali značajnih otkrića i nekoliko recenzija interesantnih sadržaja iz xeno tematike. Ipak, u toku tog procesa, verujem da je malo otkrića koja mogu da se mere sa ovim.
Dvanaestog januara ove godine, međunarodni tim naučnika prezentovao je rezultate šestogodišnjeg izučavanja ESOe (European Southern Observatory) i kolaboracije PLANET (Probing Lensing Anomalies NETwork), OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment), uz pomoć Stephen Kane-a iz NASAinog Exoplanet Science Institute at the California Institute of Technology in Pasadena, Calif. Projekat je vođen od strane Arnaud Cassan sa France’s Institut d’Astrophysique de Paris i Daniel Kubas iz ESOe.

Kliknite na sliku za uvećanje

Projekat pretstavlja detaljnu studiju koja se bazira na preciznim statističkim proračunima kombinovanim sa posebnom tehnikom detektovanja egzoplaneta, nazvanom microlensing (tehnika mikrosočiva), koja za razliku od Keplera ne meri pad u prosečnom sjaju zvezde koji označava prelaz planete, već traži specifičnu vrstu gravitacionog sočiva koje nastaje u interakciji gravitacionih polja zvezde (A) i planete. Pri tome, posmatra se svetlost zvezde (B) koja se iz tog ugla nalazi tačno iza zvezde (A). Pod uticajem gravitacije, svetlost zvezde (B) se savija na određen način koji se menja prilikom prolaska planete koja kruži oko zvezde (A).  Shodno tome, za razliku od Keplerovih "kandidata", ova tehnika teži tome da pronađe sigurne potvrde o postojanju planeta oko drugih zvezda. Zbog specifičnosti efekta na koji se microlensing oslanja, planete je teže naći ukoliko njihov položaj nije idealan- potrebno je poravnanje zvezde i planete, ali isto tako i orbita mora biti u dobroj ravni. Shodno tome, šestogodišnja posmatranja nisu dala ogromne cifre slične Kepleru, već znatno manje, ali sigurne. Ipak, pri zahtevu ovakvih razmera, u obzir je uzeta i statistika. Implikacije su, u najmanju ruku, fascinantne! Uzevši u obzir svoje nalaze, tim naučnika je zaključio da:

• Jedna u šest zvezda ima planetu mase Jupitera
• Polovina zvezda ima planete mase Neptuna
• Dve trećine planeta imaju super Zemlje (Super Earths)

Šta ovo znači za ksenologiju? A, šta za naše ukupno poznavanje svemira?

Kao prvo, ovo neverovatno otkriće pokazuje da su planete pre pravilo nego izuzetak u našoj galaksiji (a, po analogiji, i u drugim galaksijama). Dalje, ovo pokazuje da ne samo što svaka zvezda vrlo verovatno ima planetu, već vrlo verovatno svaka zvezda ima i sistem. Još jedno saznanje je od ogromnog značaja i zaista je fascinantno! Kepler je najlakše detektovao planete mase Jupitera ili veće, ali je uprkos tome postigao i dobre rezultate vezane za otkriće planeta sličnih Zemlji. Ova studija pokazuje nešto što Kepler nije- čini se da su manje planete, veličine Zemlje, ili super Zemlje čak mnogo češće od gasovitih ili ledenih džinova ili vrućih Jupitera. Štaviše, gruba procena pokazuje da naša galaksija može da ima čak oko sto milijardi planeta! Što znači 1500 planeta u krugu od 50 svetlosnih godina od Zemlje!
Šta ovo znači za ksenologiju? Implikacije su neverovatne! Sam broj svetova na kom je život moguć je fascinantan! Sada znamo da vrlo verovatno svaka zvezda ima svoj sistem i svaki od tih sistema vrlo verovatno ima planetu koja je približno Zemljine mase. Ili možda mesec koji orbitira oko gasovitog džina. Statistički, šanse za postojanje života su dramatično porasle!
Možda se to najbolje može iskazati kroz Drejkovu jednačinu koja za cilj ima izračunavanje približnog broja tehnološki naprednih civilizacija u galaksiji.

Mlečni put ima od 200 do 400 milijardi zvezda, ali ako isključimo zvezde iz centralnih delova gde je verovatnoća za razvoj života niska, a stepen štetnih zračenja ogroman, možemo se osloniti na cifru od oko 100 milijardi zvezda. Što se tiče procenta zvezda koje imaju svoje sisteme, opredelio sam se za 90% kako bismo uzeli u obzir mogućnost da planete iz nekog razloga nisu formirane ili su uništene u procesu. Sve ostale vrednosti ostavio sam u granicama koje danas važe za vrlo verovatne. To su procenat planeta koje su ekološki pogodne za razvoj života- 1 po sistemu, broj tih planeta na kojima život zaista nastane- 50%, procenat planeta na kojima se razvija inteligencija- 20%, procenat tih planeta koje komuniciraju- 20% i prosečni vek civilizacije je 10.000 godina. Konačni rezultat bi bio 180.000 inteligentnih civilizacija koje komuniciraju u Mlečnom putu!
Promenivši cifre u donekle optimističnije- život nastaje bar na 80% pogodnih planeta, inteligencija na 30%, komunicira 90% i dolazimo do cifre od 1.944.000 civilizacija.
Naravno, ovo spada duboko u domen spekulacije, ali povodom ovako fascinantnog otkrića, verujem da imamo opravdanje da se i njima pozabavimo. Bez obzira na to, implikacije ovog otkrića su neverovatne i samo naglašavaju značaj potrage za našim kosmičkim susedima koji su, ne samo bliži, nego možda čak i brojniji nego što smo verovali. Dalja istraživanja će pokazati.
Ali, ovo istraživanje pokazalo je još nešto- neverovatne rezultate koji su proizvod saradnje velikog broja organizacija, ogromnog broja stručnjaka iz velikog broja država. I kao pravi internacionalni, planetarni projekat, projekat kom smo pristupili kao radoznali stanovnici Zemlje, verujem da su rezultati i više nego zadovoljavajući.

Originalni članci:
NASA
HubbleSite
Theepochtimes

Kepler-22b Planeta slična Zemlji u naseljivoj zoni!

Misjia Kepler je pokrenuta sa ciljem otkrivanja planeta koje orbitiraju oko drugih zvezda, posebno sa ciljem otkrivanja egzoplaneta slilnih zemlji (Earth like planets) unutar naseljivih zona njihovih zvezda (Habitable zone, Goldilock's zone). Još od 2009., Kepler je imao velikog uspeha u ovom zadatku.
Iako su prvi rezultati bili "vrući Jupiteri" (Hot Jupiters)- planete koje je najlakše otkriti, ali koje po svojoj, kako veličini, tako i položaju, ne samo što isključuju mogućnost života, već ga vrlo verovatno eliminišu i ostatku sistema- bilo je i ohrabrujućih vesti, otkriće 54 planete koje su veličine slične Zemljinoj, u odgovarajućim položajima. U februaru 2011., Kepler je otkrio već oko 1232 različite planete, da bi već u decembru 2011., taj broj porastao na neverovatnih 2326! Setimo se samo da je nekada u astronomiji vladalo mišljenje da su planete oko drugih zvezda retkost.
Od ovog ogromnog broja planeta, 207 su Zemljine velčine (ili približno), 680 čine Superzemlje, 1181 su veličine Neptuna, 23 Jupitera i 55 su veće od Jupitera.
Za to vreme, naučnici su radili na preciznijem određivanju naseljive zone, uzimajući u obzir veći broj faktora tako da od početnih 54 kandidata, sada je u trku ušlo 48 (ne uključujući novotkrivene planete iz decembarskog kataloga). Bez obzira na ovo smanjenje broja, možemo zaključiti da je Kepler pokazao tri nove tvrdnje koje su tako skoro, u prošlom veku, bile nezamislive:
1.Postoje planete oko drugih zvezda i to u poprilično velikom broju
2.Postoje planete veličine Zemlje (iako ih je najteže otkriti)
3.Postoji dobar broj ovih planeta koji je u naseljivoj zoni (trenutna statistika pokazuje da je to bar jedna četvrtina)

Ali, u decembru 2011., došlo je i do prvog otkrića koje se ne svodi na pretpostavke i statistiku, već na preciznu potvrdu. U kasnu jesen ove godine, planeta Kepler 22b je napravila i treći krug oko svoje zvezde, na taj način potvrđujući da se zaista radi o planeti sa pravilnom orbitom. Ova planeta iznosi 2,4 prečnika Zemlje, ima godinu od oko 290 zemaljskih dana i kruži oko zvezde tipa G, Kepler 22, u sazvežđu Labuda. Zvezda je istog tipa kao i Sunce, a orbita planete je slična Zemljinoj, odnosno nalazi se udobno smeštena u središtu naseljive zone, dakle savršeno je pogodna za održavanje tečne vode na površini, pri temperaturama sličnim onima na Zemlji (za razliku od graničnih slučajeva, kakvi su u našem sistemu Venera i Mars).
Ovo otkriće je ogroman korak u poznavanju svemira, ali isto tako i korak ka pronalasku Zemljinog "blizanca" i najzad, ka odgovoru na najznačanije pitanje- da li smo sami.
O planeti Kepler 22b još uvek ne znamo ništa. Biće potrebne još godine izučavanja da bismo saznali njenu preciznu orbitu, način rotacije i druge planetarne susede, a sa našom tehnologijom, koliko god da je rapidno napredovala u poslednjih tridesetak godina, mnoge druge stvari ostaće nepoznate. Ono što znamo po primeru sa naše planete je da život opstaje svuda, čak i na mestima gde se čini da je svaki organizam osuđen na smrt. Svakako, Kepler 22b može se pokazati kao neverovatno otkriće- prva potvrđena planeta koja na sebi nosi život. Ipak, za sada to mora ostati samo spekulacija, i to spekulacija koja zahteva strpljenje i brižljiva istraživanja kako bi postala značajnija pretpostavka ili hipoteza. Bilo kako bilo, Kepler 22b ima sve razloge da postane jedan od centralnih prioriteta egzoplanetarnog istraživanja, a informacije koje će iz istraživanja slediti mogu značajno doprineti odgovoru na najveće pitanje. Ako prisustvo vode bude potvrđeno, odgovor će biti gotovo izvestan. A, ako se tome pridoda i postojanje kopnenih celina u okeanima, a zatim veliki mesec koji stabilizuje orbitu i možda jedan udaljeni gasoviti džin da "štiti" unutrašnje planete od asteroida i kometa- možemo se zapitati postoji li neko na Kepleru 22b ko razmatra položaj jedne udaljene plave planete u sistemu zvezde slične njihovoj. Ipak, za sada, to mogu ostati samo spekulacije i značajni podstreci za dalja izučavanja.

 

Informacije preuzete iz NASAinog članka.

Uslovi za život

Uslove za život koje planeta, ali i sistem, moraju da ispune možemo podeliti u više različitih kategorija. Ali, pre toga, definišimo kandidate u najširem mogućem smislu. Uzevši u obzir dosadašnja saznanja i poznavanje kosmosa, možemo zaključiti da je za život neophodna planeta koja je čvrsta, terrestrial, dakle, gasoviti džinovi su isključeni. S druge strane, ne postoji nikakav razlog zašto mesec gasovitog džina ne bi podržavao život.
Sada, počnimo sa podelama. Postoje dve velike kategorije uslova, a zatim njihove pojedinačne teze.

Karakteristike zvezde

Spektralna klasa- Zvezde su podeljene u nekoliko spektralnih klasa, po fotosferičnoj temperaturi. Temperature koje pogoduju nastanku života u sistemu su od 7000 do 4000 Kelvina, odnosno klase F, G, i velikim delom K.

Životni vek- Zvezda mora da postoji dovoljno dugo da se na njenoj planeti razvije i evoluira život. Sjajnije zvezde brže sagorevaju, pa su zato klase A, B, i ostale isključene.

UV Radijacija visoke frekvence- Ključna za razvoj kompleksnih hemijskih struktura u atmosferi, kao što je ozon, ali dovoljno mala da ne izazove bombardovanje jonima i uništenje svakog oblika života.

Stabilna naseljiva zona- Iako svaka zvezda prirodno varira u svojoj sjajnosti (luminocity), te promene moraju biti minimalne. Takođe, u naseljivoj zoni ne sme se nalaziti ni jedan gasoviti džin, osim ako se ne nadamo životu na nekom od njegovih meseca.

Solarni ciklus- Povezano sa prethodnim uslovom.

Količina metala u zvezdi- Uvek će biti indikator prisustva teških elemenata, odnosno metala u sistemu, koji su neophodni da bi se razvile planete sa dovoljnom masom.

Dobri Jupiteri- "Dobri Jupiteri" su gasoviti džinovi koji se nalaze van naseljive zone, na samoj spoljašnjoj ivici. Sa te blizine, oni su dovoljno daleko da ne ometaju naseljivu zonu, ali da skreću sve asteroide i komete svojom gravitacijom.

Mesto u galaksiji- Treba da ispuni nekoliko zahteva. Mora biti na stabilnom mestu u galaksiji, što znači da cela galaksija mora biti starosti naše ili starija. Suviše mlade još uvek karakteriše preplitanje njenih različitih delova koje može biti pogubno po čitave sisteme. Dalje, ne sme biti u blizini centra galaksije, gde su zračenja ogromna, kao i gustina zvezda. Ukratko, sistem mora biti donekle usamljen da bi podržavao život. Prisustvo sistema u neposrednoj blizini izazivalo bi kako dodatnu radijaciju, tako i gravitaciono ometanje, dovodeći do potencijalno fatalnih fenomena i anomalija.

Karakteristike planete

Dakle, za početak, planeta mora biti čvrsta, terrestrial, ili mesec gasovitog džina. Dalji uslovi su.

Masa- Ovaj preduslov je značajan zbog niza razloga. Najznačajniji od njih su da veće masa uslovljava snažniju gravitaciju koja je neophodna da održi atmosferu. Primeri toga su Mars i Zemlja, gde Zemlja ima stabilnu atmosferu, dok s druge strane, Mars to ne uspeva. Slabija gravitacija čini da čestice atmosfere mogu lakše da dostignu brzinu za beg ikz gravitacionog polja (escape velocity) dok kod snažnije gravitacije to nije tako. Pored toga, veće planete uspevaju da održavaju tečno jezgro koje je neophodan preduslov iz više razloga.

Geologija i jezgro- Usko povezano sa masom, kako ona uslovljava tečno jezgro. Tečno jezgro je značajno jer se smatra da je bitna komponenta u određivanju temperature na planeti, ali isto tako je i preduslov za nastanak magnetnog polja koje bi zaustavljalo zračenje iz svemira, bilo od zvezde, bilo od kosmičkog zračenja. Dalje, tečno jezgro bi dovelo do tektonskih ploča ili bar neke vrste geološke aktivnosti koja je značajna kako doprinosi biodiverzitetu. Takođe, vulkani na površinu izbacuju mnoge materije koje u suprotnom ne bi bile prisutne na površini, a doprinose razvoju života, ali takođe i elemente koji utiču na temperaturu, među njima najznačajniji, ugljen dioksid. Izuzetak od ovog pravila su neki od meseca gasovitih ili ledenih džinova, poput Europe koja iako je mala i nema svoje tečno jezgro, zadržava toplotu trenjem koje izaziva Jupiterova ogromna gravitacija.

Orbita- Orbita je značajna iz više razloga. Kao prvo, mora biti pravilna, odnosno, njena ekscentričnost ne sme biti takva da izaziva drastične promene. Dakle, mora biti što bliža pravilnoj, cikličnoj putanji, a što dalja od ekscentrične eliptične koja u ekstremnim slučajevima dovodi do potpunog preobražaja planete, koja u svom ciklusu prolazi kroz leto na kom postaje užarena kugla topljenih stena do zime u kojoj je potpuno prekrivena ledom. Dakle, period pogodan za život bi postojao, ali bio bi veoma kratak.

Rotacija- Pored orbite oko svoje zvezde, planeta mora imati i određene karakteristike rotacije oko svoje ose. Njen nagib je značajan. Kako na zemlji nalazimo na jedan slučaj, pretpostavljamo da je on ključan, iako bi to bilo ključno zapravo za svet sličan našem. Da nema nagiba, ne bi bilo razlike između godišnjih doba, bar ne drastične kakvu poznajemo, a planeta bi generalno, bila dosta hladnija u odnosu na temperaturu koju bi sa nagibom imala. Dalje, da ima ekstremni nagib, poput Urana (zamislimo da se radi o naseljivoj planeti), njena godišnja doba bi bila drastična i jednaka ekscentričnosti orbite. Mora rotirati brzo, kako smene između dana i noći ne bi bile drastične, ali i da bi došlo do dinamo efekta koji bi generisao magnetno polje. Dalje, promene u rotaciji, odnosno precesije, moraju biti minimalne. Na Zemlji su to ciklusi od 26.000 godina, poznati kao Milankovićevi ciklusi.

Mesec- Po istraživanjima, ispostavilo se da je veliki satelit zapravo bitan, ako ne i ključan faktor za održavanje života. Naime, ono što mesec čini jeste da stabilizuje nagib i rotaciju.


Geohemija- Ovaj preduslov je ponovo baziran na očekivanjima da će život, bar hemijski, biti sličan našem. Dakle, pored prisustva teških elemenata, radi mase i jezgra, očekuje se da bi naseljiva planeta morala da sadrži vodu, neke gasove poput ozona koji bi štitili život od radijacije (pored neophodnog magnetnog polja), a takođe, tu su i četiri elementa koji su poslužili kao osnova života, building blocks of life, a očekivanje njihovog prisustva je zapravo i opravdano, kako su najčešći elementi u svemiru. Radi se o azotu, kiseoniku, vodoniku i ugljeniku. Njihove kombinacije sačinjavaju proteine, a kasnije amino kiseline i složenije elemente, na kraju DNK i RNK lance.


Zaključak

Na kraju, možemo zaključiti da svi ovi uslovi zajedno, neophodni su za razvoj inteligentnog života, i u krajnjem slučaju, civilizacije. Ipak, svi ovi uslovi ne moraju biti ispunjeni za razvoj primitivnog života, u drugoj krajnosti, jednoćelijskih organizama. Isto tako, ovi uslovi doveli su do pojave života kakvog mi poznajemo, ali to ne isključuje mogućnost da se život može razviti drugim stazama i adaptirati uslovima koje zatiče na svojoj planeti, adaptirajući se i prilagođavajući uslovima koje tamo zatiče, evoluirajući na način koji nikada ne bismo ni pretpostavili. Ovakva postavka mnogo je verovatnija. Svemir nikad do sada nije omanuo u iznenađenjima. Zašto bi po ovom pitanju bio drugačiji?