Dwa tysiące znanych egzoplanet!

Ostatnie lata to fascynujący czas ważnych odkryć naukowych. Jeszcze w latach 90. XX wieku nie było wiadome na ile powszechne są inne układy planetarne we wszechświecie. W tamtej dekadzie – od historycznego odkrycia układu planetarnego wokół pulsara PSR 1257+12 – zazwyczaj wykrywano „dziwactwa”, którymi zwykle były masywne egzoplanety krążące bardzo blisko swych gwiazd. Te egzoplanety nazwano „gorącymi Jowiszami”.

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 - najpierw 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 ciał 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.  Wiadomo jednak, że niektóre z obiektów typu “super-Ziemia” mają bardzo dużą gęstość, czasem wyższą od gęstości żelaza. Jednocześnie z powyższymi odkryciami pojawił się też problem w definiowaniu granicy pomiędzy obiektem planetarnym, a gwiazdowym - m.in. z uwagi na równoległe odkrycia chłodnych brązowych karłów o temperaturach zaledwie około 200 – 300 K.

Największy postęp w badaniach egzoplanet dokonał się jednak w ostatnich latach, w szczególności w 2014 roku. Dużą część odkryć to zasługa misji Kepler, która pomiędzy 2009 a 2013 rokiem obserwowała obszar nieba na granicy gwiazdozbioru Łabędzia, Smoka i Lutni. W 2014 roku NASA poinformowała “hurtowo” o odkryciu 715 planet pozasłonecznych z danych misji Kepler.

Po rekordowym 2014 roku, w którym odkryto łącznie 904 egzoplanety, w 2015 roku nastąpił spadek ilości odkryć. Z pewnością bezpośredni wpływ na te statystyki ma kosmiczny teleskop Kepler, który aktualnie realizuje misję rozszerzoną K2, w której odkrycia są rzadsze. Wciąż jednak astronomowie z całego świata informowali o nowych "znaleziskach". Na początku tego roku katalog znanych i potwierdzonych egzoplanet zawierał 1859 obiektów. Na początku grudnia ta liczba przekroczyła 2000 planet pozasłonecznych. Aktualnie (stan na 8 grudnia 2015) katalog znanych i potwierdzonych egzoplanet obejmuje 2014 pozycji.

Tak duża ilość egzoplanet oznacza także częste i duże zmiany w katalogach potwierdzonych planet pozasłonecznych - “kontrowersyjnych” i takich, które wciąż czekają na potwierdzenie (tzw. kandydatów). Bardzo często zdarza się, że najważniejsze katalogi planet pozasłonecznych zarządzane przez inne grupy naukowców nie zgadzają się ze sobą. Często dochodzi także do aktualizacji katalogów o wcześniej odkryte egzoplanety, których w momencie detekcji nie udało się potwierdzić z dużą pewnością. Zazwyczaj te aktualizacje wzbogacają listę potwierdzonych egzoplanet, czasem zdarzają się jednak sytuacje, gdy dany obiekt jest usuwany z tej listy. Przykładem może być niedawne usunięcie egzoplanety krążącej wokół jednej z gwiazd Alfy Centauri.

Dzięki nowym odkryciom egzoplanet, w szczególności tych mniejszych obiektów, coraz lepiej poznajemy także procesy formujące układy planetarne. Co więcej, możliwe jest porównanie naszego Układu Słonecznego do innych. Możliwe jest także lepsze określenie warunków panujących na skalistych egzoplanetach, w tym tych krążących w “miniaturowych układach planetarnych”, wokół czerwonych karłów.

Poszukiwanie drugiej Ziemi

Wciąż trwa poszukiwanie “drugiej Ziemi” – jak na razie żadna ze znanych egzoplanet nie zasługuje w pełni na to miano, choć jeden obiekt można uznać za “większego i starszego kuzyna Ziemi“. Znamy już kilku kandydatów na drugą Wenus oraz drugiego Marsa. Wiele zatem wskazuje na to, że w ciągu kilku lat poznamy kandydata, który będzie spełniać warunki dużego podobieństwa do Ziemi.  W tym samym czasie poznamy inne fascynujące obiekty: super-masywne skaliste planety, małe gazowe giganty, być może pierwsze egzoksiężyce, a także typowe planety, podobne do Jowisza czy Neptuna z naszego Układu Słonecznego. Być może dojdzie także do kolejnych, bardzo zaskakujących odkryć, takich jak KIC 8462852, wokół której niektórzy doszukiwali się śladów działalności obcej cywilizacji.  Poszukiwanie egzoplanet jest obecnie jedną z najbardziej dynamicznie rozwijających się dziedzin astronomii. Wiele wskazuje na to, że obecna “egzoplanetarna złota era” szybko się nie zakończy: zatwierdzono już kolejne obserwatoria kosmiczne dedykowane planetom pozasłonecznym. Wśród nich na uwagę zasługuje europejska misja CHEOPS (CHaracterising ExOPlanets Satellite), której start zaplanowano na grudzień 2017 roku. CHEOPS będzie obserwować jasne pobliskie gwiazdy, o których wiadomo, że mają układ planetarny. Jednym z głównych celów CHEOPS-a jest określenie promieni planet o masach, które poznano już w wyniku badań prowadzonych z obserwatoriów naziemnych. Pozwoli to zmierzyć ich rozmiar i gęstość, i tym samym sklasyfikować je jako planety skaliste, gazowe lub innego typu.