2014 – rok odkryć egzoplanet

W tym roku odkryto już mniej więcej tyle samo egzoplanet co we wszystkich wcześniejszych latach razem wziętych.

Po „gorących Jowiszach” przyszedł czas na „gorące Neptuny”, czyli mniej masywne egzoplanety, lecz wciąż gazowe giganty. Z czasem zaczęto odkrywać planety pozasłoneczne bardziej przypominające te, które znamy z naszego Układu Słonecznego – wpierw odpowiedniki Jowiszów i Saturnów, a wreszcie od kilku lat – także skaliste obiekty. Pojawiła się nawet nowa klasa egzoplanet, które nazwano „super-Ziemiami”. Są to egzoplanety masywniejsze od Ziemi, lecz mniej masywne od Neptuna. Warunki panujące na wielu z tych obiektów typu „super-Ziemia” wciąż są nieznane – mogą to być albo małe gazowe giganty, pozbawione stałej powierzchni, albo planety pokryte głębokim na przynajmniej kilkadziesiąt kilometrów oceanem lub też zbliżone wyglądem do naszej planety.  Jednocześnie, z drugiej strony pojawił się problem w definicji granicy pomiędzy obiektem planetarnym a gwiazdowym, m.in. z uwagi na równoległe odkrycia chłodnych brązowych karłów o temperaturach zaledwie około 200 – 300 K.

Teleskop Kosmiczny Kepler / Credits: NASA-JPL, domena publiczna

Największy postęp w dziedzinie egzoplanet dokonał się jednak w ostatnich latach, w szczególności w tym roku. Dużą część w tym postępie to zasługa misji Kepler, która pomiędzy 2009 a 2013 rokiem obserwowała obszar nieba na granicy gwiazdozbioru Łabędzia, Smoka i Lutni.

Misja Kepler zebrała tak dużo danych, że większość wykrytych potencjalnych planet pozasłonecznych nie została jeszcze potwierdzona. Jednakże w lutym tego roku NASA ogłosiła potwierdzenie istnienia aż 715 egzoplanet z danych kosmicznego teleskopu Kepler. Te planety pozasłoneczne krążą wokół 305 gwiazd. Spośród tych egzoplanet aż 95% jest mniejszych od Neptuna, w tym cztery krążące w ekosferze swych gwiazd. Jedna z tych czterech, o oznaczeniu Kepler-296f to prawdopdobnie obiekt skalisty o średnicy mniejszej od 2x średnicy Ziemi. Kepler-296f będzie celem dodatkowych obserwacji astronomicznych, które określą charakterystykę orbity tej egzoplanety.

Łącznie Kepler wykrył już 995 potwierdzonych egzoplanet oraz ponad 4 tysiące kandydatów, które wciąż czekają na potwierdzenie. Aktualnie ludzkość zna już 1855 egzoplanet (stan na 29 listopada) – a zaledwie 13 miesięcy temu potwierdzono istnienie tysięcznej planety pozasłonecznej. W ciągu roku – głównie za sprawą misji Kepler – odkryto mniej więcej tyle samo obiektów planetarnych co we wszystkich wcześniejszych latach razem wziętych.

1855 egzoplanet to bardzo niejednorodna grupa. Najlżejszą egzoplanetą jest wciąż PSR B1257+12 A*, odkryta przez Aleksandra Wolszczana, o masie dwa razy większej od naszego Księżyca. Jest to prawdopodobnie pozostałość po jądrze bardziej masywnego obiektu planetarnego. Najlżejszą egzoplanetą krążącą wokół „zwykłej” gwiazdy jest Kepler-37b. Ta egzoplaneta jest tylko nieco większa od naszego Księżyca i wyraźnie mniejsza od Merkurego.

Znanych jest też już kilka egzoplanet, na których potencjalnie warunki mogą być mniej lub bardziej zbliżone do ziemskich. Wśród potwierdzonych egzoplanet w tej chwili najbardziej podobną do naszej planety jest Gliese 667C c o masie minimum 3,8 masy Ziemi. Może to jednak być egzoplaneta otoczona grubą atmosferą i pokrytą grubym oceanem, być może głębokości nawet kilkudziesięciu kilometrów. Z kolei inna potwierdzona egzoplaneta – Kepler-186f może mieć masę zaledwie około 1,25x masy Ziemi, jednak z uwagi na orbitę może to być bardziej odpowiednik Marsa niż naszej planety. Z kolei najbliższą poznaną i potwierdzoną egzoplanetą potencjalnie krążącą w ekosferze swej gwiazdy jest Kapteyn b, zaledwie 12,75 lat świetlnych od Ziemi. Ta planeta pozasłoneczna jest jednak bardziej masywnym odpowiednikiem Wenus niż naszej planety.

W tej chwili żadna z odkrytych 1855 egzoplanet nie zasługuje na miano „drugiej Ziemi”. Pośród kandydatów jest kilka obiektów, które mogą być bardzo podobne do naszej planety. Jeden z nich,  KOI-4878.01, zdaje się mieć masę i promień prawie taki sam jak Ziemia i krążyć po orbicie bardzo podobnej do ziemskiej w ekosferze swej gwiazdy. Jego teoretyczny współczynnik podobieństwa do Ziemi,Earth Similarity Index (ESI), w którym Ziemia ma 1,00 a Mars 0,64, wynosi aż 0,97. Jeśli  KOI-4878.01 rzeczywiście istnieje a parametry tej egzoplanety okażą się być podobne do tych wstępnie wyliczonych, wówczas ludzkość pozna pierwszą prawdziwą „drugą Ziemię”. W przypadku KOI-4878.01 może to nastąpić już w ciągu kilkunastu najbliższych miesięcy.

Grafika pokazująca odkrycia egzoplanet w ostatnich latach / Credits – Aldaron, a.k.a. Aldaron, domena publiczna

2014 rok się jeszcze nie zakończył i wciąż trwają poszukiwania planet pozasłonecznych w ramach kilku programów obserwacyjnych. Odkryć jest już w tej chwili tak dużo, że pojawiają się istotne różnice w różnych katalogach, jednakże z reguły dotyczą one „gorących Jowiszów” oraz czasu potwierdzania nowych egzoplanet. Niemniej jednak już w tej chwili często trudno poprawnie zidentyfikować nowe odkrycia, szczególnie w przypadku jednoczesnej publikacji informacji o kilkudziesięciu czy kilkuset nowych egzoplanetach.

Warto na koniec zauważyć, że w kolejnych dekadach odkryć egzoplanet może być jeszcze więcej nawet niż w 2014 roku. Szacuje się, że około 400 teleskopów kosmicznych takich jak Kepler byłoby wymaganych, aby pokryć całe niebo i około 70-140, by móc obserwować Drogę Mleczną. To tylko pokazuje jak dużo planet pozasłonecznych skrywa się we Wszechświecie i jak dużo z nich może być podobnych do naszej „błękitnej kropki”.

* Alternatywna nazwa to PSR 1257 12 b