Zarówno Geoff Marcy jak i Paul Butler pamiętają śmiertelne zmęczenie oraz ten niebywały dreszczyk emocji, jaki towarzyszył im podczas odkrywania pierwszej planety spoza Układu Słonecznego.

Artykuł napisała Karolina Bargieł

To przełomowe odkrycie zostało ogłoszone niecały tydzień wcześniej przez Europejski zespół Michela Mayora i Didiera Queloza. Jednak ta informacja początkowo została sceptycznie przyjęta wśród społeczności astronomicznej. Na szczęście Marcy i Butler mieli wcześniej zaplanowany czas obserwacji na 300-centymetrowym teleskopie w Obserwatorium Licka, na szczycie kalifornijskiej Góry Hamilton.

Naukowcy, którzy są dwoma najbardziej znanymi łowcami planet, do tej pory wspominają ostre zbocze góry w październiku 1995 r. Spędzili oni równe cztery noce prowadząc obserwacje i gdy normalnie potrzebowaliby kolejnych tygodni na obrobienie wyników, ich dane były niemalże jednoznaczne. Jednoznaczne, a zarazem niemożliwe. Ogromna planeta, co najmniej połowy wielkości Jowisza, wykonywała pełen obieg dookoła swojej gwiazdy w zaledwie cztery dni.

Planeta o nazwie 51 Pegasi b rozpocznie nową erę podboju naszego kosmicznego sąsiedztwa. Jest to pierwsza planeta z serii „Gorących Jowiszy” o bardzo ciasnej i szybkiej orbicie.

Pęd nowych światów będzie motorem działań Marcy'ego, Butlera i ich zespołu badawczego, będącego w centrum zainteresowania mediów. Bez wątpienia na zawsze zmienią oni nasz pogląd na otaczający nas kosmos. „Wiedzieliśmy, że jesteśmy jedynymi ludźmi na tej planecie, którzy mogą mieć pewność, że 51 Pegasi b naprawdę istnieje.” – Mówi Marcy – „Byliśmy absolutnie zachwyceni widząc, jak uzupełniamy karty światowej nauki o kolejną tak ważną informacje. Ten dreszczyk emocji – tego nie zapomnę do końca życia.”

Wciąż jednak astronomiczni pionierzy mieli duży problem z przekonaniem środowiska naukowego do słuszności swojego odkrycia. Polowania na planety poza Układem Słonecznym przez dziesiątki lat nie przynosiły żadnych konkretnych efektów, a tylko fałszywe informacje. Wśród nich było ekscytujące odkrycie planety krążącej wokół gwiazdy Barnarda w 1960 roku. Okazało się, że owa planeta to tylko przesunięcie soczewki teleskopu. Gdy zmiana została naprawiona „planeta” zniknęła.

Na początku lat dziewięćdziesiątych mówiło się o planetach krążących dookoła pulsarów, jednak dane te były zbyt nieregularne aby w jasny i klarowny sposób stwierdzić obecność planety w danym układzie. Rozmowy odnośnie pozasłonecznych planet były bardzo trudne. Reakcje w świecie naukowym na hasło „planety poza Układem Słonecznym” można by porównać do reakcji na poszukiwania zielonych ludzików. Nawet Marcy po konferencji naukowej we Florencji, prowadzonej przez Mayora i Queloza powątpiewał w istnienie 51 Peg.

6 października 1995 r. wydawało się, że jest to kolejna pomyłka, a nie rzeczywista planeta. Co więcej, okres obiegu wyznaczony został na 4,3 doby, co wydawało się czymś niemożliwym. Ale cztery noce w Obserwatorium Licka zmieniły wszystko. Obie ekipy, zarówno Mayora jak i Marcy’ego, próbowały opracować technikę znajdowania planet za pomocą gwiazd chwiejnych. Drgania, znane jako „zmiany prędkości radialnej” gwiazdy zostały wywołane przez przyciąganie grawitacyjne orbitujących planet. Długość fali światła gwiazdy została skompresowana, a następnie rozciągnięta, wraz z oddalaniem i przybliżaniem gwiazdy do teleskopu astronoma.

Jedynym, co wyróżniało grupę Marcy'ego na tle Mayora i Queloza było jak najbardziej słuszne i racjonalne założenie, że duże planety muszą posiadać długi okres obiegu dookoła swojej gwiazdy. Tak jak Jowisz dookoła Słońca (około 12 lat). Musieli, więc oni albo obserwować jakiś układ przez bardzo długi czas, albo udoskonalić sprzęt tak, aby odbierał zmiany spowodowane mniejszymi planetami znajdującymi się bliżej gwiazdy. Pracowali właśnie nad tym ulepszeniem, kiedy Major ogłosił światu swoje odkrycie. Co więcej rzeczywiście na spektrografie było widać naocznie różnice w odbiorze falowym, mogące być skutkiem istnienia planety.

Na spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w styczniu 1996 roku Marcy ogłosił dwa kolejne odkrycia: 70 Virginis i 47 Ursae Maioris. Pierwsza planeta miała 116-dniową orbitę – znacznie bardziej prawdopodobną niż 51 Peg. Ponadto orbita ta była eliptyczna, co stało się już niepodważalnym dowodem na to, że ów obiekt jest planetą. Okres obiegu 47 Ursae Maioris również był „odpowiedni” – 2,5 roku. Ponadto obiekty te poruszały się dokładnie tak, jak “porządne” i prawdziwe planety powinny.

Nowe planety zdobyły niezwykłą popularność zarówno w strefie naukowej, jak i popularnonaukowej. Zdjęcia Virginis i Ursae Maioris pojawiły się nawet na okładce magazynu Times. Ale Marcy i Bulter dopiero się rozgrzewali. Drzwi do planetowego raju zostały otwarte. W następnych latach odkryli co najmniej 70 z pierwszych 100 egzoplanet. Ich pionierskie odkrycia trwały niemalże 10 lat.

Szał na egzoplanety doprowadził do uruchomienia Kosmicznego Teleskopu Keplera w 2009 roku. Wyniesiony na orbitę przez cztery lata obserwował mały skrawek nieba. Kepler monitoruje około 150 tysięcy gwiazd. Poszukuje on tranzytów planetarnych, czyli niezwykle małych wahań w świetle gwiazd, które występują, kiedy planeta przejdzie przed tarczą gwiazdy widocznej z Ziemi. Metoda ta działa tylko dla odległych układów, których płaszczyzny orbit są równoległe do kierunku obserwacji. W ten sposób egzoplaneta przechodzi między Keplerem a swoją gwiazdą macierzystą, zmniejszając światło gwiazdy mierzone przez Keplera.

Kepler był pomysłem Williama Boruckiego z NASA Ames Research Center w Moffet Field w Kalifornii. Borucki, który odszedł z projektu w lipcu 2015 roku, uparcie walczył o sprawę Keplera. W latach 90-tych jego projekt został odrzucany aż 4 razy. W końcu zdobył aprobatę NASA w 2001 roku. Ale nikt nie wiedział, co Kepler może znaleźć i czy w ogóle znajdzie cokolwiek. Kepler znalazł około 4600 obiektów znajdujących się setki tysięcy lat świetlnych od nas. Do tej pory 1028 kandydatów zostało potwierdzonych jako egzoplanety. Niektóre z nich to planety wielkości Ziemi znajdujące się w tzw. „strefie życia”, czyli w takiej odległości od planety macierzystej, że może na ich powierzchni wystąpić woda w stanie ciekłym. Sam Kepler zakończył swoją misję w 2013 roku, kiedy to dwa z czterech kół żyroskopowych używanych do utrzymania go w stabilnej pozycji przestały działać. Jednak naukowcy znaleźli sprytny sposób na to, aby Kepler pozostał kosmicznym łowcą planet. Dzięki użyciu światła słonecznego teleskop, będący teraz w drugiej fazie swojego życia, wciąż dostarcza nam informacji o dalekich planetach.

Łowcą planet poprzedzającym Keplera był satelita CAROT. To europejskie przedsięwzięcie z 2006 roku doprowadziło do odkrycia wielu planet, w tym pierwszej planety skalistej orbitującej dookoła gwiazdy podobnej do Słońca. CAROT przestał działać w 2012 roku, jednak należy pamiętać, że była to pierwsza misja przeznaczona do tego celu. Nie można również pominąć dokonań teleskopu Hubble'a, który jako pierwszy dostarczył nam informacji o atmosferach dalekich planet oraz o Teleskopie Spitzera – odkrywcy pary wodnej w atmosferze egzoplanet, a także badacza ich warunków pogodowych.

Obie metody – falowa i tranzytu, które stosowali pierwsi odkrywcy egzoplanet, są nadal w użyciu, wraz z kilkoma innymi technikami. A 20 lat po pierwszym odkryciu, całkowita liczba egzoplanet dochodzi do 5000 kandydatów, a ponad 1800 z nich to potwierdzone planety.

Nasza Galaktyka, jak widać, jest wypełniona planetami. Ale czy posiadając tę wiedzę jesteśmy sobie w stanie odpowiedzieć na pytanie: czy jesteśmy sami? Nowa generacja teleskopów, zarówno tych na Ziemi, jak i w przestrzeni kosmicznej, bez wątpienia będzie poszukiwać odpowiedzi. Jednym z naszych głównych narzędzi jest dziedzina zainicjowana już przez Marcy’ego – spektroskopia. Dzięki badaniom widma docierającego do nas od gwiazd i obserwacji jego zmian możemy nie tylko odnajdować kolejne planety, ale także badać ich atmosfery. Niczym kolorowa tęcza nasze widmo będzie układać się w konkretne ciecze i gazy, związki i substancje chemiczne.I pewnego dnia, niektóre z tych składników atmosferycznych mogą sugerować obecność życia daleko poza Ziemią.

Autor

Karolina Bargieł

Jestem młodą miłośniczką astronomii od kilku lat związaną z Klubem Astronomicznym Almukantarat. Swoją przygodę z portalem AstroNET rozpoczęłam w 2015 roku. Artykuły, które piszę są głównie tłumaczeniami anglojęzycznych stron dotyczących najnowszych nowinek w zarówno technicznym, jak i teoretycznym astro-świecie.

Komentarze

  1. Michał M.    

    A trzy lata wcześniej… — Czyżby odkrycie planet w układzie PSR 1257+12 było już nieaktualne? Ktoś zaprzeczył odkryciom Aleksandra Wolszczana z 1992 roku (czyli starszym niż opisywane)?

    A może NASA (skąd pochodzi artykuł) robi przygotowania do wywarcia nacisku na Komitet Noblowski? Może Agencja chciałaby, żeby Nagrodę dostał ktoś, kto NIE JEST odkrywcą pierwszej planety pozasłonecznej?

    Możecie mi zarzucić, że węszę spisek i trochę racji macie;-) Ale nie odnosicie wrażenia, że pominięcie w oryginalnym artykule nazwiska Aleksandra Wolszczana jest przejawem typowej amerykańskiej arogancji?

Komentarze są zablokowane.