Niezwykłość tego odkrycia polega na tym, że choć do tej pory znaliśmy 25 systemów planetarnych, w których wokół jednej gwiazdy krąży kilka obiektów, to żaden z nich nie przypominał naszego Układu Słonecznego.
Wszystkie miały gazowe olbrzymy krążące blisko słońca, co wykluczało istnienie tam planet ziemiopodobnych. A ten nowy jest pod wieloma względami podobny do naszego systemu. Jego wykrycie zawdzięczamy zespołowi projektu OGLE. Przedsięwzięcie to realizują polscy naukowcy pod kierunkiem prof. Andrzeja Udalskiego.
Za pomocą teleskopu w Las Campanas Observatory w Chile obserwują oni setki milionów bardzo odległych gwiazd, czekając na ich niespodziewane pojaśnienia. Część tych zjawisk jest wywołana przez zjawisko mikrosoczewkowania grawitacyjnego. Jeśli zostanie ono zarejestrowane, pojawia się szansa na wykrycie planet pozasłonecznych.
Właśnie takie zjawisko zauważył w marcu 2006 roku zespół OGLE. Potem dołączyli do niego inni naukowcy badający południową część nieba. Dziś pojawiły się wyniki analiz przebiegu tego wyjątkowo silnego - ponadpięćsetkrotnego - pojaśnienia. Dzięki temu udało się wykryć cały układ planetarny: gwiazdę i dwie planety znajdujące się w konstelacji Skorpiona.
Badania ujawniły, że odległa o blisko 5 tys. lat świetlnych od Ziemi gwiazda jest dwukrotnie lżejsza od Słońca i znacznie, bo aż 20-krotnie, od niego ciemniejsza. Dwie odnalezione dzięki OGLE planety to zapewne gazowe olbrzymy: bliższy gwieździe o masie 0,71, a dalszy 0,27 masy naszego Jowisza. Stosunek ich mas jest więc zbliżony do stosunku mas Jowisza i Saturna - dwóch najcięższych planet w naszym Układzie Słonecznym. Lżejsza planeta jest mniej więcej dwa razy bardziej oddalona od macierzystej gwiazdy niż jej ciężka towarzyszka, podobnie jak Saturn, dwukrotnie dalszy od Słońca niż Jowisz.
Astronomów badających tę mniejszą kopię naszego systemu planetarnego cieszy jeszcze jeden fakt: temperatura na powierzchni obydwu jego planet powinna być bliska, choć nieznacznie niższa od temperatury panującej na powierzchni Jowisza oraz Saturna. Oznacza to, że te dalekie planety powstawały w warunkach podobnych do tych, w których rodził się Jowisz i Saturn: w takiej odległości od rodzimego słońca, w której temperatura spada wystarczająco nisko, by mógł istnieć lód.
Co to oznacza? Ni mniej ni więcej, że takich układów jak właśnie odkryty, gdzie gazowe olbrzymy znajdują się dość daleko od macierzystej gwiazdy, jest kosmosie więcej. A jeśli tak jest, niewykluczone, że w przestrzeni pomiędzy tamtejszym słońcem a obiektami jowiszowymi są planety podobne do Ziemi. Wiele wskazuje zatem na to, że układy słoneczne podobne do naszego mogą być we wszechświecie powszechne.
Być może z czasem dzięki mikrosoczewkowaniu grawitacyjnemu uda się znaleźć systemy planetarne łudząco podobne do naszego. Aktualnie powstaje bowiem zupełnie nowa generacja obserwatoriów astronomicznych, które będą zdolne do odnajdywania planet różnej wielkości. W tym niewielkich obiektów rozmiarów Ziemi, Marsa czy Wenus.
Możliwe zatem, iż już niedługo łowcy planet trafią na trop prawdziwej kopii naszego Układu Słonecznego. Będzie to niewątpliwie początek zupełnie nowej ery w dziejach nauki. Poszukiwania drugiej Ziemi rozpoczną się wtedy na dobre. A polscy naukowcy z całą pewnością jeszcze nie raz nas zadziwią.
p
W nowo odkrytym układzie mogą być planety typu ziemskiego
Anna Piotrowska: Dzisiejsze "Science" opisuje kolejne niezwykłe odkrycie planet pozasłonecznych dokonane przez projekt OGLE, którego jest pan szefem. Polscy naukowcy to dziś najlepsi łowcy planet na świecie?
Andrzej Udalski*: Zespołów, które szukają planet jest dużo, ale to właśnie nam po raz pierwszy udało się w praktyce zastosować dwie nowe metody poszukiwania planet pozasłonecznych. Pierwszą, tzw. metodę tranzytów, zaczęliśmy wykorzystywać już kilka lat temu. Polega ona na rejestrowaniu mikrozaćmień, które wywołują planety przechodzące przed tarczą swego rodzimego słońca. Teraz stosujemy przede wszystkim mikrosoczewkowanie grawitacyjne, które przynosi znakomite wyniki. Można powiedzieć, że to nasza polska metoda poszukiwania planet, bo powstała dzięki pracom nieżyjącego już astronoma prof. Bohdana Paczyńskiego.
Mamy więc całkowicie polską metodę łowienia planet?
Polska metoda, polskie sukcesy, ale oczywiście nie byłyby one możliwe, gdyby nie intensywna współpraca międzynarodowa.
Mikrosoczewkowanie grawitacyjne to dziś jedna z podstawowych metod badawczych w dziedzinie poszukiwania planet?
Zdecydowanie tak. Jest ona o tyle ciekawa, że pozwala odkrywać zupełnie inne obiekty niż wszystkie inne dotychczasowe metody.
Na czym polega jej wyjątkowość?
Inne metody pozwalają wykrywać planety w bliskim sąsiedztwie naszego słońca, w odległości zaledwie kilkuset lat świetlnych. A mikrosoczewkowanie jest najbardziej skuteczne dla odległości kilku tysięcy lat świetlnych i dlatego niesłychanie rozwija nasze horyzonty poznawcze. Ponadto dzięki tej metodzie jesteśmy w stanie rejestrować planety maluchy typu Ziemi oraz gazowe olbrzymy, znajdujące się w odległości od pół do kilku dystansów Ziemia - Słońce od swej macierzystej gwiazdy. Czyli odkrywać systemy planetarne podobne do naszego Układu Słonecznego. Innymi metodami badawczymi czegoś takiego nie da się zrobić.
A na czym polega mikrosoczewkowanie grawitacyjne?
Jeśli trzy elementy: gwiazda, obiekt obdarzony masą i obserwator ustawią się w jednej linii, to obiekt obdarzony masą (druga gwiazda, czarna dziura) będzie zakrzywiał tor promieni światła gwiazdy znajdującej się w jego tle. Dzięki temu obiekt będzie działał jak soczewka i zwiększał liczbę promieni dochodzących do obserwatora. I to jest klasyczne mikrosoczewkowanie przez pojedynczy obiekt. Jeśli teraz wokół tej mikrosoczewki krąży jakaś planeta, która też przecież ma masę, to może to powodować dodatkowe efekty. Mogą być one duże, a czasami bardzo malutkie, w każdym razie odchylenie od standardowego mikrosoczewkowania dowodzi, że coś w tym układzie jest i trzeba sprawdzić, jaki to obiekt.
Wielkość tego ciała wpływa na skalę zakłóceń?
Zależą one od masy obiektu. Podobnie zresztą jak czas ich trwania. Jeżeli planeta jest mała, powoduje króciutką, kilkugodzinną anomalię. A jeśli masywna – anomalia może trwać nawet kilka dni.
Oznacza to, że jeżeli obiekt jest bardzo mały, to można go po prostu nie zarejestrować? O tak, w ten sposób na pewno gubimy wiele planet. Na szczęście techniki pomiarów są coraz dokładniejsze - w ciągu najbliższego roku planujemy zwiększyć nasze moce obserwacyjne, żeby takie małe obiekty nam nie uciekały.
Odkryty przez pański zespół nowy system planetarny przypomina nasz Układ Słoneczny, ale jest przeskalowany. Co to oznacza?
Jeszcze dwadzieścia lat temu znaliśmy tylko jeden układ planetarny - nasz Słoneczny. Wyobrażaliśmy więc sobie, że wszystkie inne systemy muszą być do niego podobne. Kiedy zaczęliśmy odkrywać planety krążące wokół siostrzanych gwiazd naszego Słońca okazało się, że są one diametralnie różne od tych znanych z naszego Układu Słonecznego.
Wychodziło więc na to, ze nasz układ jest unikalny. W tym przypadku mamy wreszcie coś, co jest całkowicie zgodne z naszym wyobrażeniem o tym, jak porządny system planetarny powinien wyglądać. Oczywiście jest on przeskalowany, bo jego gwiazda centralna ma jedynie połowę masy Słońca. Jednak stosunki mas oraz odległości między nią a dwoma krążącymi wokół niej planetami są bardzo zbliżone do tych charakterystycznych dla Słońca oraz Jowisza i Saturna. To kopia-miniaturka naszego Układu Słonecznego.
Jeśli to kopia, czy zatem pomiędzy jego gazowymi olbrzymami a gwiazdą centralną, tak jak u nas między Słońcem a Jowiszem i Saturnem mogą być planety przypominające Ziemię? Za pomocą mikrosoczewkowania na pewno ich nie wykryjemy. Ale skoro nie ma tam w pobliżu żadnego innego masywnego obiektu typu jowiszowego, (a to wynika z naszych obserwacji), istnieje szansa, że są tam małe planety typu ziemskiego.
Jak często występują we wszechświecie takie kopie naszego Układu Słonecznego? Nasze dotychczasowe odkrycia pokazują, że takie układy powinny być bardzo powszechne. I zapewne planety ziemiopodobne też można w nich często spotkać. Jestem przekonany, że obiekty, na których panują warunki podobne do ziemskich, występują we wszechświecie powszechnie.
Czy jest zatem gdzieś planeta bliźniaczka naszej Ziemi?
Wciąż jej szukamy. Ale gdzieś zapewne jest.
Istnieje na niej życie?
Jest na to pewna szansa. Ale z naukowego punktu widzenia trzeba mieć niezbite dowody, by mówić o tym z pełnym przekonaniem.
*Prof. Andrzej Udalski jest szefem projektu OGLE, czyli Optical Gravitational Lensing Experiment – Eksperymentu Soczewkowania Grawitacyjnego prowadzonego w Chile przez naukowców z Obserwatorium Astronomicznego UW
