Czytaj także

Kepler poszuka drugiej Ziemi

Ostatnia aktualizacja: 09.03.2009 13:01

NASA wysłała w kosmos najnowocześniejszy teleskop kosmiczny – Keplera. Jego misją będzie poszukiwanie planet takich jak Ziemia. W sobotę z Przylądka Canaveral na Florydzie wystartowała rakieta Atlas II, która wyniosła na orbitę teleskop kosmiczny najnowszej generacji – obserwatorium Kepler.

Misja otrzymała imię niemieckiego astronoma Johannesa Keplera, żyjącego na przełomie XVI i XVII wieku, któremu zawdzięczamy odkrycie reguł, jakie rządzą ruchami planet Układu Słonecznego.

Przełomowa misja

Kosmiczny teleskop Keplera to największe urządzenie tego typu, jakie wysłałano w kosmos. Największe, ale nie najdroższe, ponieważ jego stworzenie kosztowało aż 500 mln dolarów i wpisuje się w program tworzenia przez amerykańską Agencję Kosmiczną szeregu niskobudżetowych programów badawczych. Cała maszyneria waży ponad tonę – 1039 kg. Jego misja potrwa co najmniej trzy lata, a jeśli wyniki będą obiecujące – zostanie wydłużona.

- „To historyczna misja” – mówi Edward Weller z NASA. – „Być może pomoże nam w odpowiedzi na pytanie, które nurtuje ludzkość od początku zainteresowania kosmosem: czy jesteśmy w nim sami?” – wyjaśnia. O przełomowości projektu przekonany jest także Michael Bicay, dyrektor naukowy w Ames Research Center NASA w Kalifornii : – „Żadne odkrycie nie jest tak ważne, jak znalezienie planet” – mówi.

Obserwatorium Kepler będzie umożliwiało poszukiwanie pozasłonecznych globów (tzw. egzoplanet) zbliżonych wielkością do naszej planety. Wyścig łowców planet trwa już prawie 20 lat i zawiera bardzo silny polski akcent: rozpoczął się bowiem w 1990 roku, kiedy prof. Aleksander Wolszczan odkrył pierwszy układ trzech planet pozasłonecznych. Od tamtego czasu astronomowie odkryli już wiele planet krążących wokół odległych gwiazd, żadna z nich nie jest jednak bliźniaczo podobna do Ziemi.

Start misji Kepler:

Znamy jak dotąd około 340 planet krążących wokół innych „słońc”, ale większość z nich to wielkoludy, jeśli porównać je z Ziemią. Nie zapominajmy, że Ziemia to – jak na rozmiary innych obiektów w kosmosie – twór bardzo niewielki. W samym Układzie Słonecznym należy przecież do grupy mniejszych, skalistych planet, w odróżnieniu od tzw. gazowych gigantów, takich jak Jowisz czy Saturn. To właśnie do Jowisza podobna jest większość znalezionych przez nas planet – od największej planety Układu Słonecznego wzięła się również nazwa wielu z tych pozasłonecznych światów: „gorące Jowisze” to bowiem bardzo masywne planety, krążące tak blisko swoich gwiazd, że panuje na nich bardzo wysoka temperatura.

Zdaniem naukowców nie jest jednak prawdopodobne, by małe skaliste planety, krążące stosunkowo blisko swoich gwiazd (jak Mars, Ziemia czy Wenus) uformowały się tylko w naszym Układzie. Posiadamy coraz więcej dowodów, że Układ Słoneczny z malcami blisko Słońca i gigantami w dostojnej odległości od niego to nie żadna kosmiczna anomalia, a prawa budowy i rozkładu planet, jakie w nim spotykamy, powtarzają się we Wszechświecie w innych miejscach. Istniejące teorie, które próbują wyjaśnić, jak powstają masywne planety, głoszą, że rodzą się one za tzw. linią śniegu, czyli tam, gdzie jest na tyle zimno, że obszary lodu (niekoniecznie powstałego z wody, ale np. metanu) w danym układzie są stabilne. Bezpośrednio za linią śniegu planety powinny powstawać najszybciej i być najmasywniejsze, a masa kolejnych, bardziej oddalonych powinna maleć – a zatem dokładnie tak, jak to obserwujemy w naszym Układzie (Jowisz, Saturn, Uran, Neptun). Odkryty przez Polaków układ OGLE-2006-BLG-109 dodatkowo wzmacnia to przekonanie.

Teleskop Keplera leci w kosmos, źr. Wikipedia.

Rozmiar maleńkich skalistych globów utrudnia jednak ich poszukiwania – co oczywiste, dużo łatwiej jest odnaleźć dużą planetę. I właśnie dlatego powstał Kepler: ma on szukać planet typu ziemskiego krążących wokół swych słońc w odległości sprzyjającej występowaniu tam atmosfery i wody w stanie ciekłym.

Wpatrzony w kawałek nieba

Oko teleskopu o niemal półtorametrowej średnicy zostanie skierowane na wycinek Drogi Mlecznej, wybrany ze względu na ilość obserwowanych w nim przez nas gwiazd. Wstępne założenia mówią, że kosmiczny teleskop skupi się na wycinku naszej Galaktyki z kilkoma milionami gwiazd pomiędzy konstelacjami Łabędzia i Liry. Patrząc z Ziemi, uznamy to za niewielki wycinek - ma on wielkość powierzchni dłoni na długość wyciągniętego ramienia. Kepler będzie śledził zmiany jasności tych potencjalnych słońc za pomocą kamery CCD o gigantycznej rozdzielczości 95 megapikseli (dla porównania – standardowy cyfrowy aparat fotograficzny ma 8-10 megapikseli). Jeżeli daną gwiazdę obiega planeta, okresowo będziemy musieli zauważyć zmiany w jej jasności.

Nie jest to nowa metoda badań kosmosu – funkcjonuje pod nazwą metody tranzytowej. Przykłady takich „tranzytów” w kosmosie możemy często obserwować z Ziemi przy pomocy lornetki i kartki papieru – klasycznym przykładem są przejścia Wenus lub Merkurego na tle tarczy słonecznej. Widać wówczas czarną kropkę wędrującą przez kilka godzin na tle słonecznego dysku. Zmiany jasności odległych gwiazd nie od dzisiaj śledzą wielkie teleskopy naziemne. Przewaga Keplera będzie jednak znacząca – z przestrzeni kosmicznej można zobaczyć więcej i precyzyjniej, ponieważ widoku nie zasłania niestabilna ziemska atmosfera. – "Nikłe sygnały odległych gwiazd są bardzo trudne do wykrycia" – powiedział James Fanson, menedżer projektu Kepler z Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie w Kalifornii. – "Nasz plan to wpatrywanie się w gwiazdy przez trzy lata i czekanie, czy któraś nie mrugnie".

Do misji takich poszukiwań nie nadawały się jednak istniejące już teleskopy kosmiczne, np. teleskop Hubble’a, ponieważ poszukiwanie planet wymaga specjalizacji i cierpliwego obserwowania wciąż tego samego fragmentu nieba. Poczciwy i wysłużony teleskop Hubble’a ma też zbyt wąskie pole widzenia, specjalizując się w obserwacji punktowych obiektów, a nie obszarów. Także czułość instrumentów wysłanego na orbitę w 1990 roku staruszka Hubble’a pozostawia już wiele do życzenia. Wówczas cyfrowe kamery nawet o takich rozdzielczościach, jakie dzisiaj mamy w domach, były pieśnią przyszłości.

Co zatem stanie się, jeżeli superczułe nowoczesne instrumenty obserwatorium Keplera wykryją nieznaczny spadek jasności danej gwiazdy? Trafi ona na listę „podejrzanych” o posiadanie planet. Następnym etapem będzie monitorowanie powtarzalności tych anomalii. Jeżeli zaćmienia jasności będą regularne, a czas ich trwania będzie za każdym razem zbliżony, uczeni będą mieli pewność, że dana gwiazda jest obiegana przez planetę. Wielkość planety będzie zaś można oszacować na podstawie stopnia utraty blasku gwiazdy.

Obszar poszukiwań Keplera, źr. Wikipedia.

Oczekiwania wobec nowego teleskopu są wielkie. Autorzy projektu maja nadzieję na odkrycie nawet 50 planet typu ziemskiego oraz blisko 1000 większych obiektów, z czego aż 12 proc. ma krążyć w wielokrotnych systemach planetarnych – a zatem takich jak nasz.

Co będzie dalej? Jeśli program się sprawdzi, naukowcy z NASA mają już kolejne projekty. – "Są już kolejne projekty instrumentów orbitalnych, za pomocą których mamy nadzieję uzyskać nawet zdjęcia planet poza Układem Słonecznym. W 2011 roku po raz pierwszy w dziejach poślemy w kosmos nie jeden, lecz dwa teleskopy. Zostaną one połączone w taki sposób, aby jednocześnie mogły obserwować ten sam obiekt – jak nasze oczy. To da obrazy o znacznie większej rozdzielczości niż Kepler" – komentuje prof. Geoff Marcy z Berkeley University, prawdziwy „łowca egzoplanet”.

W pogoni za nieskończonością

Już Kepler nie będzie jednak osamotniony. W ślad za nim w kosmos poleci europejski konkurent – należący do ESA teleskop Herschel. Nie będzie on jednak zajmował się poszukiwaniem planet, ale podąży szlakiem , jaki wytyczył naukowiec, od którego wziął swoja nazwę. W 1784 roku William Herschel ogłosił bowiem, że nasza galaktyka ma skończone rozmiary, a przy okazji prawidłowo opisał kształt Drogi Mlecznej. Teleskop Herschel przyjrzy się kwestii nieskończoności Wszechświata.

Obserwatorium Herschel wyposażono w olbrzymie zwierciadło o średnicy 3,5 m – największe i najczulsze, jakie kiedykolwiek wyniesiono w kosmos. Dzięki tak wielkiemu oku Herschel będzie mógł spojrzeć bardzo daleko w przestrzeń kosmiczną, a zatem i bardzo daleko w przeszłość.
Podstawowym zadaniem, jakie postawiono przed teleskopem Herschela będzie badanie procesu formowania się galaktyk, które miało miejsce przed miliardami lat. Najdalsze galaktyki są jednocześnie najmłodsze, ponieważ światło, które one wyprodukowały tak dawno temu u swego zarania, dopiero teraz dotarło w pobliże Ziemi.

Największy posłany w kosmos teleskop będzie śledził także narodziny gwiazd oraz ich chemiczne reakcje z otoczeniem, komety, planety i ich księżyce. Wyzwanie jest spore, ale kosmiczny Herschel będzie mógł prowadzić obserwacje nie tylko w świetle widzialnym, ale i np. w podczerwieni.

Czy maszyna europejskiej produkcji poradzi sobie z takimi wyzwaniami? Ogromne zwierciadło teleskopu musi wytrzymać trudy lotu na orbitę, surowe warunki panujące w przestrzeni kosmicznej. Wyznaczono już dla niego specjalne miejsce - teleskop zostanie umieszczony 1,5 mln km od Ziemi w jednym z tzw. punktów Lagrange’a, w miejscu, gdzie znoszą się siły grawitacyjne Ziemi i Słońca. Pozwoli to utrzymać obserwatorium w stabilnej pozycji bez potrzeby korygowania jego położenia za pomocą silniczków. Herschel będzie obserwował niebo przez 3 lata – do wyczerpania się jego zapasów helu używanego jako chłodziwo detektorów obrazu. Jego start planowany jest na połowę kwietnia.

Eugeniusz Wisniewski

Obejrzyj film o misji Kepler (język angielski):

Zobacz więcej na temat: astronomia Floryda Kalifornia kosmos NASA słońce

Czytaj także

Koniec Świata

Ostatnia aktualizacja: 25.03.2010 16:07

Wszechświat będzie się rozszerzał, aż nastąpi tak zwany Wielki Chłód.

Wszechświat rozszerza się w coraz szybszym tempie - potwierdzili kanadyjscy naukowcy. Dzięki temu są bliżej odpowiedzi na pytanie „Jaki będzie koniec świata?". Do najnowszych obliczeń posłużyły największe w historii obserwacje pochodzące z teleskopu Hubble'a.

Astronomowie z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej przebadali prawie 450 tysięcy galaktyk. Stworzyli trójwymiarową mapę rozkładu tzw. ciemnej materii, której jest we wszechświecie pięć razy więcej niż zwykłej, znanej nam materii. Udowodnili jednocześnie, że wszechświat rozszerza się coraz szybciej dzięki tak zwanej ciemnej energii; ich obliczenia zgadzają się w stu procentach z przewidywaniami Alberta Einsteina i jego teorią względności. Nowe obserwacje potwierdzają jednocześnie scenariusz dotyczący końca świata, czyli tzw. Wielki Chłód. Hipoteza ta zakłada, że wszechświat będzie się rozszerzał w nieskończoność, a jego temperatura z czasem spadnie niemal do zera absolutnego.

Do badań niezbędnych było prawie tysiąc godzin obserwacji prowadzonych przez zasłużony dla nauki teleskop Hubble'a. Szczególnie przydatny był amerykańsko-europejski projekt COSMOS, wykorzystujący kamerę zainstalowaną na tym orbitalnym teleskopie. Szczegóły badań publikuje pismo Astronomia i Astrofizyka (Astronomy & Astrophysics).

Zobacz więcej na temat: astronomia Kolumbia koniec świata kosmos

Czytaj także

Zapłodnić gwiazdy

Ostatnia aktualizacja: 18.02.2010 11:10

Nie wiemy, jak na Ziemi pojawiło się życie. Ale naukowcy wiedzą, jak zasiać je na innych planetach. I nie zawahają się tego zrobić. Czy słusznie?

Za miliony lat, a może nawet wcześniej życie na naszej planecie na pewno się skończy. Nawet jeśli sami skutecznie się nie unicestwimy zrobi to za nas natura. Kometa, kataklizm, umierające słońce, które najpierw zamieni powierzchnie planety w płynną lawę, by w końcu spalić ja doszczętnie. Coś nas na pewno zabije.

Czy wobec nieuchronności naszego losu powinniśmy już dziś pomyśleć o nowej ziemi, miejscu, gdzie nasze DNA będzie dalej się powielać. Pisząc "nasze" mam na myśli nie tylko ludzkie, ale DNA wszelkich organizmów ziemskiego ekosystemu.

Prof. Michael Mautner z Vrginia Commonwealth University uważa, że nie tylko powinniśmy, ale wręcz mamy taki moralny obowiązek. Jesteśmy to winni ewolucji, która przez 4 miliardy lat z mozołem budowała i poprawiała różnorodność życia na planecie. Zapewniając przyszłość życiu na innych układach planetarnych nadamy naszej egzystencji kosmiczny sens – mówi dla serwisu physorg.com prof. Mautner.

Tylko jak to zrobić? Noe zbudował barkę, na której zebrał pary wszelkich stworzeń na ziemi, tak by przetrwały potop i potem rozmnażały się zapełniając planetę po kataklizmie. Budowa współczesnej arki – statku kosmicznego nie wchodzi w grę. Jej rozmiary musiałby być niewyobrażalne, a nawet, gdybyśmy zbudowali takich statków tysiące, czy miliony, to i tak zanim dotarlibyśmy do najbliższej gwiazdy ze zdolnym do utrzymania życia układem planetarnym minęłyby miliony lat. Z oczywistych powodów nie przetrwalibyśmy tej podróży.

Mautner proponuje panspermię. Rozsianie w kosmosie prymitywnych organizmów, zdolnych do przetrwania zarówno długotrwałej podróży w kosmosie, jak i zapoczątkowania życia na młodych planetach. Tak jak miało to miejsce na Ziemi kilka miliardów lat temu. Technologicznie jest to możliwe nawet dziś. Do zasiania życia na innych planetach trzeba by użyć organizmów takich jak cyjanobaktrerie, które nie dość, że są wyjątkowo odporne, to jeszcze mogłyby „zjeść” trujące gazy, jak amoniak czy ditlenek węgla i zmienić go w tlen, potrzebny do rozwoju bardziej skomplikowanych organizmów.

Cyjanobakterie mogłyby rozsiać życie w kosmosie źr. wikipedia

Aby zwiększyć szanse na rozwój życia na obcych planetach należy wysłać różne organizmy, z różnym poziomem tolerancji na zmienne środowisko i na różnym poziomie ewolucji. W pojemnikach z życiem mogłyby się znaleźć na przykład zarodniki wrotek, dzięki którym ewolucja przeskoczyłaby od razu na wyższy poziom, jeśli warunki by na to pozwoliły.

W publikacji prof. Mautnera w najbliższym numerze Journal of Cosmology czytamy, że najtaniej do transportu kapsuł z organizmami użyć statków kosmicznych napędzanych kosmicznym wiatrem, jak żaglowce. Statki takie powoli, ale nieustannie nabierają szybkości i potrafiłyby pokonywać przestrzeń kosmiczną naprawdę szybko. Miliony kapsuł ważących po około 0.1 mikrograma zawierałoby po 100 tysięcy organizmów i po setkach, tysiącach a może nawet milionach lat dotarłyby do nowo tworzących się planet, obłoków protoplanetarnych czy nawet chmur kosmicznego pyłu.

Statek kosmiczny napędzany wiatrem słonecznym źr. wikipedia

Prof. Mautner wyliczył, że koszt zasiania życia w kosmosie wyniósłby około miliarda dolarów. Jak na szansę zrobienia sobie obcego na innej planecie, to w sumie niewygórowana cena. Cena mogłaby być nawet niższa, gdyby udało się naukowcom precyzyjnie ustalić, które z nieodległych od Ziemi planet i układów słonecznych są potencjalnie życiodajnymi terenami. A może to być możliwe dzięki kosmicznym teleskopom, które coraz dokładniej przeczesują kosmos w poszukiwaniu pozasłonecznych planet. Szanse na znalezienie bliźniaczej ziemi rosną.

Co jednak się stanie jeśli przyniesione przez nas zarodniki trafią na planety, na których życie już jest? Zniszczylibyśmy wówczas odległy ekosystem, tak jak choćby niszczymy morskie ekosystemy wylewając do Bałtyku wody balastowe z okrętów, w których są organizmy z ciepłych, równikowych oceanów. Mautner proponuje, by celować w planety, które są młode, i na których nie zdążyło się jeszcze rozwinąć życie samodzielnie.

Z drugiej strony niektóre teorie mówią, że życie na Ziemi powstało właśnie w wyniku panspermii. Komety i asteroidy bombardujące naszą młodą planetę kilka miliardów lat temu „zasiały” tu życie. My robilibyśmy mniej więcej to samo. Możemy do tego nawet wykorzystać krążące po kosmosie komety i asteroidy.

Tak mogłyby wyglądać pozasłoneczne planety źr. wikipedia

Pytanie o nasze prawo do rozsiewania życia w kosmosie jest jednak jak najbardziej zasadne. Czy fakt, że ewolucja pozwoliła nam na rozwój do tego stopnia, że opanowaliśmy jedną planetę i niezbyt odległą przestrzeń kosmiczną upoważnia nas do tego byśmy tym samym życiem zapładniali inne gwiazdy. Może astroewolucja ma inny pomysł na trwanie życia. Jeśli w ogóle jest jakiś powód, dla którego życie miałoby przetrwać, po tym jak zniknie z Ziemi. Dla istnienia wszechświata życie nie jest zdaje się konieczne.

A i tak nie da się utrzymać życia w nieskończoność. Za setki, tysiące miliardów lat, wszystkie gwiazdy się wypalą, czarne dziury wyparują, a ostatnie kwanty energii znikną. Wtedy będzie już tylko ciemność. I może wszechświat zacznie się od nowa.

Andrzej Szozda
Źr. Physorg.com

Zobacz więcej na temat: astronomia Bałtyk DNA kosmos podróże transport

Czytaj także

Halo, halo! Tu kosmici!

Ostatnia aktualizacja: 20.04.2010 23:57

Naukowcy odebrali sygnał radiowy. I nie mają pojęcia, co, lub kto go nadaje. Czy mamy KONTAKT!

Sygnał pojawił się nagle w maju zeszłego roku. Tom Muxlow wraz z grupą naukowców z Jodrell Bank Centre for Astrophysics niedaleko Manchesteru przyglądali się gwiezdnej eksplozji w galaktyce M82 za pomocą sieci radioteleskopów Merlin. Nagle, w astronomicznych kategoriach oczywiście, czyli w ciągu kilku dni do radioteleskopów zaczął docierać wyraźny sygnał radiowy.

Od tamtej pory sygnał niewiele się zmienił. I co gorsza nie pasuje do żadnego ze znanych mechanizmów wywołujących fale radiowe. Nie jest to raczej sprawka supernowej. Eksplodujące gwiazdy „rozświetlają” się w ciągu kilku tygodni i potem stopniowo gasną miesiącami. Sygnał z M82 w zasadzie się nie zmienił od maja zeszłego roku. Podobnie niezmienne jest jego widmo.

Mimo, to wiadomo, że się bardzo szybko porusza. Jego zarejestrowana zmiana pozycji obserwowana z Ziemi wydaje się być 4 krotnie szybsza niż światło. Takich prędkości nie spotyka się przy wybuchach supernowych, a wyłącznie przy masywnych czarnych dziurach, gdzie strumienie materii są wyrzucane z dysków wokół układów czarnych dziur. To jest prędkość pozorna, którą obserwujemy, gdy strumienie materii pędzą pod niewielkim kątem w naszym kierunku z prędkością bardzo bliską światłu. Prędkość ponad-świetlna jest po prostu złudzeniem optycznym.

To może jest to "zwykła" czarna dziura? – zastanawiają się naukowcy. Kłopot polega na tym, że źródło sygnału nie leży w środku galaktyki M82. A masywne czarne dziury leżą w większości galaktyk w ich centrach. Jedyną możliwością jest zatem mikrokwazar - mówią inni naukowcy.

Obiekt taki powstaje, gdy masywna gwiazda eksploduje i zostaje po niej czarna dziura o masie 10-20 mas słońca. Taki mikrokwazar zaczyna wsysać gaz z okolicznej gwiazdy, co łączy się z emisją promieniowania. Jednak żaden z obserwowanych w naszej galaktyce mikrokwazarów nie jest tak jasny, jak ten odległy 10 milionów lat świetlnych. Ponadto, emitują one dużo promieniowania rentgenowskiego. A tu nic takiego nie ma miejsca. Wydaje się, więc, że nie jest to także mikrokwazar.

To co to jest? Tom Muxlow sądzi, że jest to jakiś masywny obiekt, który wsysa okoliczną materię. Może to być duża czarna dziura, która jakimś cudem znalazła się nie w tym miejscu, co powinna. – właściwości promieniowania, jego długość i specyfika wskazują, że mamy do czynienia z bardzo nietypowym obiektem, którego jeszcze nigdy w naszej galaktyce nie odkryliśmy. - mówi Muxlow

Ale galaktyka M82 nie jest taka jaka nasza. To swoista porodówka gwiazd. Powstają tam one znacznie szybciej i znacznie szybciej wybuchają jako supernowe. Co 20, 30 lat. Dlatego zjawiska zachodzące w M82 mogą znacznie różnić się od tych w naszej starej, dobrej, starej Drodze Mlecznej. Wybuchające gwiazdy mogą produkować wiele czarnych dziur, a co za tym idzie wywoływać zjawiska, które są nam zupełnie nieznane

Poszukiwaczom pozaziemskiego życia jestem zmuszony popsuć humor jeszcze bardziej. Nawet jeżeli, choć to się wydaje zupełnie nieprawdopodobne, radiowy super silny sygnał (to już przeczy sztucznemu jego pochodzeniu) wysłaliby kosmici, to leciał on do nas 10 milionów lat. Jeśli zareagujemy natychmiast i wyślemy nasze przesłanie, to na odpowiedź musielibyśmy czekać jakieś 20 milionów lat. Raczej nas wtedy na Ziemi już nie będzie. Na szczerą pogawędkę z kosmitami, nie mamy więc szans.

Andrzej Szozda
Źr. Jordell Bank Centem for Astrophysics, newscienstiscom.