Witam po długiej przerwie wywołanej przyczynami różnymi. Dzisiaj na tapecie rzecz mało kontrowersyjna - wyniki obserwacji kosmicznego teleskopu Spitzer. Ten znakomity instrument naukowy, służący do obserwacji kosmosu w podczerweni, ma na swoim koncie wiele ważnych odkryć związanych z egzoplanetami - między innymi rejestracja światła wypromieniowanego przez atmosferę planet HD 209458b i TrES-1 w roku 2005, analiza widma tegoż światła, dla planet HD 189733b i HD 209458b; raz wykonanie map temperaturowych powierzchni planet HD 189733b i HD 149026b.
Innymi słowy, dzięki Spitzerowi potrafimy zidentyfikować cząsteczki chemiczne obecne w atmosferach planet odległych o dziesiątki lat świetlnych od Ziemi (co prawda są to planety typu 'gorący Jowisz', tzn. gazowe giganty orbitujące swoje słońca po bardzo ciasnych orbitach), a także obecność prądów atmosferycznych odpowiedzialnych za rozprowadzanie ciepła w nagrzanych atmosferach tych planet. Całkiem nieźle jak na teleskop, który zaprojektowany został gdy obserwacyjna egzoplanetologia dopiero raczkowała, a budżet jego misji został obcięty o 80%!
Życie takie jakie znamy nie może jednak istnieć w tak ekstremalnych warunkach, ostatecznym celem egzoplanetologii są więc planety typu ziemskiego... oraz skalisto-lodowe księżyce gazowych gigantów, takie jak Europa czy Ganimedes, których wnętrze skrywa wodny ocean i być może jakieś prymitywne organizmy.
Jeśli chodzi o planety zbliżone masą i rozmiarami do Ziemi, znajdujące się w odpowiedniej odległości od ich macierzystych gwiazd (w jej tzw. ekosferze, gdzie jest nie za ciepło, i nie za zimno), to obecnie jest je w stanie wykryć tylko jeden teleskop: CoRoT Europejskiej Agencji Kosmicznej. Jak dotąd korzystający z niego naukowcy są jednak wyjątkowo tajemniczy i oszczędnie dawkują informacje o nowych odkryciach.
Co do egzoksiężyców, to jak dotąd możliwości ich zaobserwowania nie było (choć przy sporej dozie szczęścia nawet CoRoT mógłby je dostrzec podczas tranzytu). Odkrycie, o którym piszę dzisiaj, dotyczy sprytnego oszacowania częstości występowania dużych księżyców, podobnych do naturalnego satelity Ziemi, i powstałego w ten sam sposób. Dlaczego jest to ważne?
Zdaniem astrofizyków, istnieją trzy drogi dzięki którym planeta może zyskać satelitę. Pierwszym z nich jest uformowanie się księżyca z resztek materiału, który tworzył również planetę. Tak miało powstać większość z dużych, znanych w naszym Układzie Słonecznym satelitów.
Drugim sposobem jest przechwycenie innego ciała niebieskiego: planetezymala, planetoidy czy planety karłowatej (np. KBO, obiektów z Pasa Kuipera). Jest to zdarzenie względnie mało prawdopodobne, dlatego prawie wszystkie księżyce tego typu są niewielkich rozmiarów (statystycznie, takich ciał niebieskich jest po prostu najwięcej). Nazywane są "nieregularnymi", ze względu na niezwykłe cechy ich orbit: bardzo wydłużonych, nachylonych względem osi obrotu planety bądź w ogóle wstecznych (co nie powinno mieć miejsca, jeśli powstały z pierścienia pyłu otaczającego planetę w płaszczyźnie równikowej, rotującego w tym samym kierunku co planeta).
Trzecim sposobem - uwaga, powoli zbliżamy się do właściwego tematu notki - jest zderzenie się dwóch planet czy też protoplanet, co prowadzi do zniszczenia bądź wytrącenia z orbity jednej z ofiar kolizji i wyrzucenia w przestrzeń kosmiczną ogromnej ilości roztopionego materiału skalnego. Część z tego materiału opada w końcu na ocalałą planetę, część zaś formuje nowy księżyc.
W ten sposób miał uformować się nasz Księżyc, a także, według świeżej jeszcze hipotezy, para Pluton-Charon (i przy okazji dwa pomniejsze satelity Plutona).
Najciekawsze jest to, że jest to - według naszej obecnej wiedzy - jedyny proces, który prowadzi do powstania księżyca, którego masa stanowi duży ułamek masy planety macierzystej. "Duży" to oczywiście pojęcie względne, masa Księżyca to zaledwie 1.23% masy Ziemi, masa Charona to 11.65% masy Plutona (co czyni oba ciała podwójną planetą karłowatą). Tymczasem masy księżyców gazowych i lodowych gigantów są w stosunku do swoich planet mniejsze o całe rzędy wielkości (0.0075% i 0.02% w przypadku dwóch największych, Ganimedesa i Tytana).
Tym dziwniejszym jest zbieg okoliczności, polegający na obecności dużego księżyca wokół jedynej jak na razie znanej nam planety obdarzonej życiem. Powstały więc liczne teorie warunkujące powstanie i przetrwanie życia na planecie typu ziemskiego obecnością dużego satelity: poprzez istnienie pływów oceanicznych, stabilizację osi obrotu Ziemi, czy nawet - jeśli już naszym robaczkom uda się osiągnąć poziom zarania cywilizacji przemysłowej - obecność łatwo dostępnych złóż metali czy inspirujący poetów, astronomów i matematyków widok Luny na niebie.
Gdybyśmy zaakceptowali hipotezę, że duży satelita sprzyja powstaniu życia biologicznego, a jedynym sposobem utworzenia się takiego satelity na orbicie planety typu ziemskiego jest katastrofalna kolizja - naturalną koleją rzeczy interesowałaby nas odpowiedź na pytanie, jak prawdopodobne są takie kolizje. I właśnie do uzyskania tej odpowiedzi zbliżyły nas obserwacje teleskopu Spitzera, których wyniki zostały opublikowane przez Nadię Gorlową w najnowszym numerze Astrophysical Journal. Sama idea brzmi prosto: przy takim księżycorodnym zderzeniu powinno pozostać, przynajmniej przez jakiś czas, mnóstwo pyłu - czegoś, co Spitzer potrafi dostrzec z daleka. Tymczasem spośród próbki 400 młodych gwiazd (nie na tyle jednak młodych, by nie zakończył się już tam proces planetogenezy), tylko w jednym przypadku udało się dostrzec sygnaturę planetarnej katastrofy. Biorąc pod uwagę fakt, że mogliśmy się spóźnić z naszymi obserwacjami o kilka milionów lat, prowadzi to do szacunków, że międzyplanetarne kolizje są zjawiskiem rzadkim, występując mianowicie w najwyżej 5-10% układów planetarnych.
Nie jest to astronomicznie mała liczba, nie wiadomo także, czy faktycznie bez Księżyca nie byłoby życia na Ziemi. Co jest w całej tej historii pocieszające, okazuje się iż powoli, małymi kroczkami, wypełniamy kolejne cyferki w równaniu Drake'a. Być może kiedyś uda się dojść do wyniku innego niż 1.
Inne tematy w dziale Kultura
