Wykupienie dostępu pozwoli Ci czytać artykuły wysokiej jakości i wspierać niezależne dziennikarstwo w wymagających dla wydawców czasach. Rośnij z nami! Pełna oferta →
Czy jesteśmy sami we Wszechświecie? Pytanie to od zawsze nurtuje ludzkość i jak do tej pory nie znaleziono na nie odpowiedzi. Mimo wielu lat przeczesywania nieba przez radioteleskopy w poszukiwaniu sygnałów od innych cywilizacji oraz badania próbek pochodzenia pozaziemskiego pod kątem śladów aktywności biologicznej, nie udało się jak dotąd natrafić na żaden ślad życia w kosmosie.
Naukowcy nie dają jednak za wygraną - 5 marca startuje sonda Kepler, która przez najbliższe trzy i pół roku będzie poszukiwać w Drodze Mlecznej planet przypominających naszą Ziemię.
Planety a życie
To, że wokół innych gwiazd krążą planety, wiadomo już od 1992 r., kiedy polski astronom Aleksander Wolszczan odkrył pierwszy pozasłoneczny układ planetarny. Dzisiaj znanych jest już prawie trzysta pięćdziesiąt planet krążących wokół około trzystu gwiazd. Część z nich to planety podobne do Jowisza i Neptuna - gazowe olbrzymy, na których nie może rozwinąć się życie. Inne są za gorące albo za zimne lub zbyt niegościnne, żeby się ono na nich rozwinęło.
Tym razem astronomom chodzi jednak nie tyle o odkrywanie nowych planet, lecz o poszukiwanie tych podobnych do Ziemi. Planety takie powinny być zbudowane ze skał i muszą krążyć wokół gwiazd przypominających Słońce w odległości pozwalającej na istnienie na powierzchni wody w stanie ciekłym. Środowisko wodne jest uważane za czynnik niezbędny dla powstania życia. Głównym celem misji jest oszacowanie liczby planet o takich właściwościach w naszej galaktyce. Będzie to wskazówka, w jakim stopniu powszechne mogą być warunki sprzyjające powstaniu życia. Pozwoli to także na zaplanowanie dalszych badań.
Misja Kepler to specjalny teleskop, który będzie krążył wokół Słońca, ciągle wpatrując się w ten sam fragment nieba. Jego obiektyw wycelowany będzie w pole zawierające ponad sto tysięcy obiecujących gwiazd w gwiazdozbiorze Łabędzia i Liry. Wybrano akurat tę część nieba, ponieważ jest ona bardzo bogata w gwiazdy i nigdy nie znajdzie się w okolicach Słońca, co zakłóciłoby obserwację. Jeśli część z gwiazd posiada planety, to jest szansa, że uda się zobaczyć moment przejścia planety przez tarczę gwiazdy. Ponieważ planeta znajduje się wtedy między gwiazdą a teleskopem, do czujników dociera minimalnie mniej światła. Sytuacja taka trwa bardzo krótko - kilka do kilkunastu godzin - i zdarza się raz na rok, stąd ważne jest, żeby teleskop cały czas obserwował wybrany fragment nieba.
Zauważenie tego zjawiska wymaga ogromnej czułości. Układ optyczny Keplera będzie w stanie wykryć zmiany jasności rzędu dwudziestu części na milion. Oznacza to, że gdyby skierować go w stronę Ziemi i obserwować jakieś niezbyt jasne miasto, teleskop byłby w stanie wykryć, że ktoś przechodzi obok oświetlonego nocą ganku budynku.
Długi czas misji, planowanej na co najmniej trzy i pół roku, pozwoli zaobserwować przejście planety na tle tarczy gwiazdy kilkakrotnie i w ten sposób wykluczy przypadkowość.
Dlaczego nie z Ziemi?
Teleskop Keplera został zaprojektowany tak, żeby wykrywać bardzo małe periodyczne zmiany jasności obserwowanych gwiazd. Tylko niektóre z systemów planetarnych będą tak zorientowane, że z ziemskiego punktu widzenia planety będą przemieszczać się na tle swoich słońc. Szanse, że orbity planet są położone korzystnie, wynoszą ok. pięciu dziesiątych procenta, czyli jeśli obserwacji zostanie poddanych sto tysięcy gwiazd i każda z nich posiada planetę, wykrytych zostanie ich ok. pięciuset. Na podstawie tego, jak często takie planety znajdują się na orbitach pozwalających na istnienie wody w stanie ciekłym, szacuje się, że znalezionych zostanie do kilkunastu obiektów.
Następnym etapem badań będzie bezpośrednia obserwacja planet i wyznaczenie składu chemicznego ich atmosfer w poszukiwaniu śladów wody. Na największe odkryte planety skierowane zostaną teleskopy naziemne oraz te umieszczone w kosmosie, czyli Kosmiczny Teleskop Hubble’a i Kosmiczny Teleskop Spitzera.
Umieszczenie urządzenia w przestrzeni kosmicznej, choć kosztowne, uwalnia obserwacje od wpływu atmosfery. Drgania powietrza, które widać gołym okiem jako "migotanie" gwiazd, nie pozwalają na osiągnięcie wymaganej dokładności. Ponadto ze względu na charakter obserwacji konieczne byłoby użycie sieci teleskopów na całym świecie, które przez cały czas musiałyby być skierowane w ten sam fragment nieba.
Ten sam argument wyklucza użycie w tym celu działającego już od prawie dwudziestu lat Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Urządzenie to ma za małe pole widzenia, żeby objąć odpowiednio dużo gwiazd. Poza tym jest dla naukowców zbyt cenne i zbyt wszechstronne, żeby poświęcać je tylko jednemu celowi.
Widoki na przyszłość
Badania kosmosu to jedna z najbardziej fascynujących przygód ludzkości. Z kolei poszukiwanie życia poza Ziemią jest niesłychanie ważną i ciekawą dziedziną badań, która łączy w sobie astronomię, biologię i badania kosmiczne. Obecnie jedyną planetą oprócz Ziemi, co do której uważa się, że mogło kiedyś istnieć na niej życie, jest Mars.
Z drugiej strony nic nie wskazuje na to, że Układ Słoneczny jest zjawiskiem wyjątkowym. Planety mogą być dość powszechne i tylko ze względu na ograniczone możliwości obserwacyjne udało się ich odkryć dopiero kilkaset. Zapewne kwestią czasu jest odkrycie planet pozasłonecznych, na których panują warunki sprzyjające powstaniu życia. Bezpośrednio nigdy nie uda się tego sprawdzić - inne gwiazdy znajdują się za daleko, żeby wysyłać w ich kierunku sondy kosmiczne.
Być może uda się jednak zgromadzić dowody pośrednie, sugerujące, że życie wcale nie jest takim rzadkim fenomenem. Misja sondy Kepler będzie z pewnością pierwszym krokiem w tym kierunku.
Artykuł powstał na podstawie materiałów NASA. Dalsze informacje o misji Kepler można znaleźć pod adresem www.kepler.nasa.gov .
MICHAŁ P. HELLER jest fizykiem teoretykiem, pracuje na UJ. Przygotowuje doktorat z zastosowań teorii strun. Współautor "Tygodnikowego" bloga "Świat: jak to działa?".
