Od tysięcy lat ludzkość była ciekawa gwiazd na naszym nocnym niebie. Planety, gwiazdy … być może nawet z inteligentnym życiem są wokół nas. I dopiero w ciągu ostatnich 25 lat mieliśmy okazję poznać na pewno odpowiedź na to pytanie, kiedy na własne oczy zobaczyliśmy pierwszy świat poza naszym Układem Słonecznym. Wraz z rozwojem teleskopów ludzka pomysłowość dała nam nowe metody badania Wszechświata - z których najbardziej znana jest obserwacja słabego drgania gwiazdy, a później metoda tranzytu planet. Liczba odkrytych egzoplanet rośnie skokowo.
Jako pierwsze pojawiły się planety, które były najłatwiejsze do znalezienia - masywne olbrzymy zbyt blisko swoich macierzystych gwiazd. Następnie pojawiły się mniej masywne i bardziej odległe gwiazdy. Do tej pory teleskop Keplera odkrył już tysiące stałych światów, z których 21 jest podobnych do Ziemi i może być zamieszkanych.
Pomysł, że Ziemia była rzadka i wyjątkowa - stała planeta ze składnikami życia, położona w odpowiedniej odległości od Słońca, aby umożliwić istnienie wody w stanie ciekłym - szybko straciła poparcie w ciągu ostatnich dwóch dekad. A kulminacja tego procesu nastąpiła bardzo niedawno, 24 sierpnia 2016 roku, kiedy naukowcy z Europejskiego Obserwatorium Południowego ogłosili odkrycie stałej planety o masie 1,3 Ziemi, krążącej wokół najbliższej nam gwiazdy: Alfa Centauri. Ten świat obraca się wokół gwiazdy macierzystej w ciągu 11 dni, ale sama gwiazda ma tylko 12% masy Słońca i świeci tylko 0,17% jasności Słońca. Tak, czerwony karzeł i skalista planeta połączyły się i mogły uczynić ten świat potencjalnie nadającym się do zamieszkania. Ale najzabawniejsze nie jest to, że znaczny procent gwiazd może mieć w pobliżu planety ziemskie, ale toże prawie każdy je ma. Może.
Jedynie na podstawie zmierzonych przez nas parametrów orbitalnych i znanych praw fizyki wydobyliśmy ogromną ilość wiedzy. Ta planeta jest prawie na pewno zsynchronizowana pływowo ze swoją gwiazdą, to znaczy zawsze jest zwrócona w stronę gwiazdy z jedną półkulą, jak Księżyc, który nigdy nie zwraca się w stronę Ziemi swoją „ciemną stroną”. Sama gwiazda aktywnie i często wypluwa flary. Dla strony planety zwróconej ku słońcu oznacza to katastrofę, ale nie dla ciemnej strony. A „pory roku” są określane przez eliptyczność orbity, a nie nachylenie osi. Ale to bardzo mało informacji, które udało nam się zdobyć, a jeśli chcemy dowiedzieć się więcej o naszej planecie, będziemy musieli ulepszyć nasze technologie.
Na przykład musimy się dowiedzieć, czy w atmosferze planety jest tlen. Albo para wodna. Lub sygnatury bogate w węgiel, takie jak metan i dwutlenek węgla. A co z chmurami? Czy są cienkie czy grube, czy wcale? Z czego oni są zrobieni? Czy są ciemne, czy odbijają światło? Czy atmosfera może przenosić ciepło na ciemną stronę planety, czy też nocna strona jest na zawsze zamarznięta?
Jeśli uda nam się poprawić naszą rozdzielczość i przeprowadzić spektroskopię na planecie z bezpośrednim obrazowaniem, na te pytania można odpowiedzieć bez opuszczania własnej planety. Będzie to wymagało niezwykle dużego teleskopu naziemnego lub sieci teleskopów. Obecnie budowane 30-metrowe teleskopy to duży krok w tym kierunku, ale dotarcie do planet w pobliżu czerwonych karłów wymaga jeszcze więcej: potrzebne są ogromne teleskopy o średnicy 100, a nawet 200 metrów.
Zupełnie inną kwestią jest skład powierzchni planety. Jeśli chmury są przezroczyste, a orbita eliptyczna, musi istnieć „sezonowa” różnica między latem (kiedy świat jest najbliżej gwiazdy) a zimą (kiedy jest najdalej) podczas 11-dniowego roku b Proximy. Ponieważ świat jest zablokowany i nie kręci się (jak większość planet ziemskich potencjalnie nadających się do zamieszkania w pobliżu czerwonych karłów), będą trzy strefy klimatyczne: spalanie i smażenie wzdłuż półkuli zwróconej ku gwiazdom; zamarznięty, lodowaty wzdłuż zewnętrznej półkuli i strefy umiarkowanej w środku. Planeta może mieć kontynenty i oceany, a także gigantyczną pokrywę lodową po stronie nocnej. Lub może nastąpić transfer ciepła z planety atmosferycznej i skuteczny współczynnik odbicia, wtedy cała planeta będzie miała taką samą temperaturę. Przykładem takiego rozwoju wydarzeń jest Wenus.
Film promocyjny:
Gdybyśmy mogli bezpośrednio obserwować światło emitowane przez planetę - zarówno widzialne, jak i podczerwone - w różnych momentach orbity gwiazdy, moglibyśmy uzyskać odpowiedzi na wszystkie powyższe pytania. Pomogłyby nam w tym gigantyczne teleskopy o dużej sile zbierania światła i zdolnością do unieruchomienia w świetle gwiazdy, najlepiej z kosmosu. Proponowany teleskop kosmiczny LUVOIR z towarzyszącym parasolem mógłby sobie z tym poradzić. Zgodnie z planem jest to 12-metrowy teleskop (25 razy szybszy od teleskopu Hubble'a), wyposażony w koronograf. Nieco dalej poleci parasol, zasłaniając światło gwiazdy i wpuszczając światło planety. Chociaż LUVOIR będzie gotowy dopiero w latach trzydziestych XX wieku, parasol można zbudować w ciągu najbliższych pięciu lat, co pozwoli nam wizualizować Proxima b metodami, które już mamy.
Jaki rodzaj promieniowania emituje planeta? Oprócz sygnałów odbitego promieniowania słonecznego, promieni kosmicznych i własnego ciepła podczerwonego planety, czy może być coś jeszcze? Na przykład sztuczne sygnały na falach radiowych lub innych falach elektromagnetycznych? Jeśli te sygnały są wysyłane przez inteligentne życie, czas je znaleźć. To wyzwanie dla SETI, które już poważnie interesuje się planetą. Musimy też poważnie się nad tym zastanowić, ponieważ w ciągu ostatnich 20 lat zmniejszyła się nasza emisja radiowa w kosmos, ale sygnały elektromagnetyczne pozostają. Możliwe, że istnienie sztucznych sygnałów zachęci nas do poszukiwania sztucznego oświetlenia po nocnej stronie planety.
Ponieważ naszym najbardziej cenionym marzeniem jest znalezienie znaków życia, najlepiej inteligentnych. Biosygnatury mogą przybierać różne formy: pary azotu, tlenu i wody w atmosferze; dowody geotransformacji lub sztucznego oświetlenia po nocnej stronie planety. Wszystko to widać z kosmosu. Chociaż możemy badać te sygnatury pośrednio za pomocą sygnałów atmosferycznych, powierzchniowych i promieniowanych, najlepszym sposobem badania planety jest podróżowanie tam sami. 4,24 lat świetlnych może nie wydawać się tak odległe, ale statek kosmiczny Voyager 1, podróżujący z prędkością 0,006% światła, dotrze do Proximy b za wiele tysięcy lat.
Ale inne metody, wykorzystujące nowoczesną technologię, pozwoliłyby nam szybciej się tam dostać. Projekt Breakthrough Starshot proponuje użycie kosmicznych laserów do przyspieszenia statku kosmicznego wyposażonego w żagiel. Mogliby przyspieszyć go do 20% prędkości światła, a cała podróż zajęłaby około 21 lat. Na przykład nowe źródło paliwa zawierające antymaterię, jak w opowiadaniach science fiction, może pewnego dnia stać się rzeczywistością. Jeśli będziesz przyspieszał po drodze ze stałym przyspieszeniem, możesz dotrzeć do gwiazdy w 12 lat.
Innymi słowy, biorąc pod uwagę przewidywany postęp technologiczny i jeśli nie naruszymy praw fizyki, w ciągu najbliższych trzydziestu do czterdziestu lat moglibyśmy wysłać bezzałogowy statek kosmiczny na najbliższą planetę podobną do Ziemi, a być może roboty lub ludzi. Czas iść, a jeśli to odkrycie nie zmusi nas do szukania drugiej Ziemi, to nic nie będzie.
ILYA KHEL