Przez trzydzieści lat astronomowie skatalogowali ponad 6000 planet poza naszym Układem Słonecznym, ale żadna nie odpowiadała cechom Ziemi. Teraz, w grudniu tego roku, na Wyspach Kanaryjskich rozpoczyna się nowy specjalistyczny projekt, który ma jeden cel: znaleźć odpowiednik Ziemi. Eksperyment w zakresie poszukiwania Ziemi będzie pierwszą systematyczną operacją poszukiwawczą, której celem będą planety podobne do Ziemi krążące wokół gwiazd podobnych do Słońca, dysponująca wystarczającą rozdzielczością i zaangażowaniem obserwacyjnym, aby odnieść sukces.
Dlaczego to ma znaczenie: Szukaj światów nadających się do zamieszkania
Niedobór egzoplanet podobnych do Ziemi to nie tylko akademickie rozczarowanie; zasadniczo kształtuje nasze rozumienie powstawania planet i potencjału życia poza Ziemią. Większość odkrytych do tej pory egzoplanet to albo gazowe olbrzymy, albo skaliste „podNeptuny” krążące wokół małych, słabych gwiazd – środowiska całkowicie różniące się od naszego. Znalezienie repliki prawdziwej Ziemi nie tylko potwierdziłoby modele teoretyczne, ale także zapewniłoby ważne cele dla przyszłych misji poszukujących biosygnałów, niepowtarzalnych oznak życia.
Trudności w wykrywaniu planet podobnych do Ziemi
Wykrywanie planet podobnych do Ziemi jest niezwykle trudne ze względu na ich słabość i długie okresy orbitalne. Obecne metody opierają się na pomiarach pośrednich, takich jak śledzenie drgań gwiazdy spowodowanych przyciąganiem grawitacyjnym rotującej planety. To wahanie jest minimalne w przypadku planet wielkości Ziemi, a jego potwierdzenie zajmuje kilka lat, ponieważ sygnał ginie w szumie gwiazdowym. To jakby próbować dostrzec świetlika obok ognia.
Większość potwierdzonych egzoplanet jest większa od Ziemi i krążą znacznie bliżej swoich gwiazd, dzięki czemu ich wahania są łatwiejsze do wykrycia. Ta zmiana pozostawia kluczowe pytanie bez odpowiedzi: czy systemy podobne do Ziemi są rzadkie, czy też po prostu przekraczają nasze obecne możliwości wykrywania?
HARPS3: Nowe narzędzie do polowań
W eksperymencie poszukiwania Ziemi wykorzystany zostanie HARPS3, najnowocześniejszy spektrograf zaprojektowany do pomiaru ruchu gwiazd z niespotykaną dotąd precyzją. Modernizacja istniejącego teleskopu z lat 60. XX wieku okazała się bardziej ekonomiczna niż budowa nowego, przy jednoczesnym zachowaniu dokładności i obniżeniu kosztów. Instrument może wykrywać ruch gwiazd z prędkością nawet 10 centymetrów na sekundę – czyli z prędkością pełzającego dziecka – poprzez analizę subtelnych zmian długości fal światła gwiazd.
Aby przezwyciężyć szum gwiazd, w ramach projektu każdej nocy przez całą dekadę będzie można obserwować do 50 gwiazd podobnych do Słońca, wykorzystując w pełni zautomatyzowane obserwacje w celu uzyskania maksymalnej wydajności. Zespół wybrał gwiazdy, których parametry były najbardziej zbliżone do parametrów naszego Słońca, kładąc nacisk na jakość danych.
Po co szukać planet takich jak Ziemia? Polowanie na życie
Brak systemów podobnych do Ziemi utrudnia poszukiwania życia pozaziemskiego. Wiele znanych układów egzoplanet jest wrogich, z gwiazdami typu M emitującymi brutalne promieniowanie, a planety zblokowane pływowo doświadczają ekstremalnych wahań temperatury. Poszukiwanie życia na nieznanych światach jest znacznie trudniejsze niż poszukiwanie życia na planecie podobnej do naszej.
Dlatego naukowcy uważają, że największą szansą na odkrycie życia pozaziemskiego jest planeta wielkości Ziemi znajdująca się w ekosferze gwiazdy podobnej do Słońca. Takie odkrycie otworzy nowe możliwości badania atmosfery i wykrywania biosygnatur.
Globalne wysiłki: współpraca i przyszłe misje
Eksperyment Finding Earth jest częścią większego międzynarodowego wysiłku. Misja Kepler NASA zidentyfikowała około 2600 egzoplanet, a badacze spodziewają się znaleźć co najmniej dwie kandydatki podobne do Ziemi w strefie zamieszkiwalnej. Kandydaci ci staną się następnie głównymi celami przyszłych misji, takich jak proponowane przez NASA Obserwatorium Egzoplanet Mieszkalnych czy europejski interferometr dużych egzoplanet.
Duński zespół planuje również podobne pięcioletnie poszukiwania w Chile, uzupełniając projekt na Wyspach Kanaryjskich o badanie południowego nieba. Jeśli po dziesięciu latach w ramach eksperymentu poszukiwania Ziemi nie uda się znaleźć odpowiednika Ziemi, będzie to oznaczać, że nasza planeta może być bardziej wyjątkowa, niż wcześniej sądzono.
Ostatecznie poszukiwanie bliźniaka Ziemi wymaga wspólnego, globalnego wysiłku. Niezależnie od tego, czy poszukiwania się powiodą, czy nie, poszukiwania dostarczą cennych informacji na temat układów planetarnych i naszego miejsca we wszechświecie.
