Czy w czwartym katalogu z sondy Gaia skrywa się “druga Ziemia”?
Czwarty katalog danych z sondy Gaia może skrywać około 7500 kandydatów na egzoplanety. Czy wreszcie odkryjemy “drugą Ziemię”?Sonda Gaia może przyczynić się do rozpoczęcia “nowej złotej ery” poszukiwaniu planet pozasłonecznych. Już za kilka lat możemy znać odpowiedzi na wiele pytań dotyczących układów planetarnych, małych i dużych egzoplanet, a także naszej Ziemi, naszego Jowisza oraz naszego Układu Słonecznego.
Gaia – obserwacje astrometryczne
Europejskie obserwatorium Gaia zostało wyniesione w przestrzeń kosmiczną w grudniu 2013 roku. Sonda obserwuje niebo z punktu L2 układu Ziemia – Słońce. Głównym celem misji jest precyzyjny pomiar pozycji gwiazd. We wrześniu 2016 roku opublikowano pierwszy katalog danych astrometrycznych z ponad miliarda gwiazd. Drugi katalog danych został opublikowany w kwietniu 2018. Trzeci katalog został opublikowany w grudniu 2020 roku. Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) poinformowała, że czwarty katalog zostanie opublikowany w grudniu 2026 roku. W dalszej przyszłości ESA opublikuje pełen piąty katalog danych z misji Gaia.
W dniu 15 stycznia 2025 Gaia wykonała ostatnie obserwacje naukowe. Przez ponad 11 lat sonda wykonała ponad 3 biliony obserwacji nieba, obserwując 2 miliardy różnych typów obiektów. Czwarty katalog danych z sondy Gaia będzie mieć szacowaną wielkość około 500 TB.
Wciąż brak “drugiej Ziemi”
Od momentu odkrycia pierwszych planet pozasłonecznych (1992 rok – Aleksander Wolszczan) ludzkość poznała i potwierdziła istnienie już ponad 6000 egzoplanet. Duża część z nich (ponad 2500) to dzieło misji Kepler, która w latach 2009 – 2018 badała różne wycinki nieba (w misji głównej – obszar pomiędzy gwiazdozbiorami Łabędzia i Lutni). Swoistym następcą misji Kepler jest misja TESS, a także wiele różnych innych obserwatoriów, w tym i kosmiczny teleskop JWST.
Wyniki z misji kosmicznych poszukujących planety pozasłoneczne są bardzo zachęcające. Prawdopodobnie w naszej Galaktyce skrywa się ponad 11 miliardów planet wielkości Ziemi, krążących wokół gwiazd podobnych do naszego Słońca w odległości zbliżonej do jednej jednostki astronomicznej. Ta wartość sugeruje, że życie przynajmniej w naszej Drodze Mlecznej powinno być powszechne.
Jak na razie jednak nie udało się nam odkryć żadnej planety podobnej do Ziemi krążącej “tam gdzie trzeba” wokół “odpowiedniej gwiazdy”. Jak na razie odkrywamy małe układy planetarne wokół czerwonych karłów – zwykle złożone tylko z małych skalistych obiektów albo ciąg “super-Ziemi” albo “mini-Neptunów”. Nie znaleźliśmy jak na razie układów o podobnym układzie co nasz Układ Słoneczny – najpierw kilka skalistych planet, a potem kilka gazowych gigantów. Oczywiście podnosi to wiele pytań o formację naszego Układu Słonecznego i możliwe zmiany podczas tworzenia się planet. Najbardziej popularną odpowiedzią jest migracja Jowisza we wczesnym Układzie Słonecznym, która mogła zaburzyć formację innych większych i mniejszych (proto)planet.
Jednakże, nasze możliwości detekcji egzoplanet – nawet tych największych – wciąż są ograniczone. Wykrywanie odpowiedników Jowisza krążących tak daleko jak nasz Jowisz od naszego Słońca w tak długim czasie (około 12 lat) jest obecnie bardzo trudne. Misje takie jak Kepler czy TESS po prostu mają za krótki czas misji, aby zwykle wykryć odpowiedniki Jowiszów w innych układach planetarnych. Przy obecnych technikach detekcji potwierdzenie istnienia takich Jowiszów może zająć dekady. Jest jednak jedna możliwość detekcji – dane astrometryczne z misji Gaia.
Czy czwarty katalog skrywa tysiące egzoplanet?
Dotychczas dane astrometryczne były dość rzadko wykorzystywane przy wykrywaniu egzoplanet. Jednakże, w przypadku masywnych gazowych gigantów, które krążą daleko od swych gwiazd, dane astrometryczne mają przewagę ponad innymi technikami detekcji. W przypadku sondy Gaia jest możliwe wykrywanie gazowych gigantów o dużych orbitach. Przykładem jest Gaia-4b – “super-Jowisz” o masie około dwunastu mas naszego Jowisza. Ten obiekt krąży wokół swej gwiazdy z czasem około 570 dni.
W listopadzie 2025 ukazała się ciekawa publikacja dotycząca możliwości detekcji kandydatów na egzoplanety w danych z sondy Gaia. Praca jest wynikiem badań astronomów Caleba Lammersa i Joshuy Winn z Princeton University w USA. Te szacunki sugerują, że w samym czwartym katalogu misji Gaia może się skrywać około 7500 kandydatów na planety pozasłoneczne. W pełnym piątym katalogu danych może się skrywać nawet 120 tysięcy kandydatów na egzoplanety. W dużej części będą to planety podobne do Jowisza, krążące dalej od swych gwiazd. Szacunki też wskazują, że większość odkryć to będą “super-Jowisze” o masach pomiędzy 3 a 13 masy Jowisza, znajdujące się nie dalej niż około 1500 lat świetlnych od nas. Czyli – dzięki sondzie Gaia lepiej poznamy nasze galaktyczną okolicę.
Dane z sondy Gaia będzie można połączyć z innymi danymi. Przykładowo, po wykryciu odpowiednika Jowisza u konkretnej gwiazdy będzie można przeprowadzić kampanię obserwacyjną w celu poszukiwania odpowiednika Ziemi (m.in. z misji TESS). Oznacza to, że wreszcie – w perspektywie kilku najbliższych lat – możliwe będzie znalezienie “drugiej Ziemi”.
Dane z sondy Gaia pozwolą także – przynajmniej częściowo – na pytanie dotyczące naszego podwórka: czy nasz Układ Słoneczny jest typowy? Czy w danych z sondy Gaia, wspieranej przez TESS, uda się wykryć “drugi Układ Słoneczny”?
(Arxiv, K)
Ważne: artykuł chroniony prawem autorskim, co oznacza że wszelkie prawa, w tym Autorów i Wydawcy są zastrzeżone. Zabronione jest dalsze rozpowszechnianie tego artykułu w jakiejkolwiek formie bez pisemnej zgody ze strony właściciela serwisu Kosmonauta.net – firmy Blue Dot Solutions. Napisz do nas wiadomość z prośbą o wykorzystanie. Niniejsze ograniczenia dotyczą także współpracujących z nami serwisów.
