wtorek, 4 lutego 2014

Życie może być całkiem blisko

Dotąd astrobiolodzy, poszukując w kosmosie miejsc gdzie mogłoby rozwinąć się życie, szukali głównie planet podobnych do Ziemi krążących wokół gwiazd podobnych do Słońca.
René Heller z McMaster University w Hamilton i John Armstrong z Weber State University w Utah zadali sobie pytanie czy w kosmosie mogą istnieć miejsca gdzie życie ma lepsze warunki do rozwoju niż na Ziemi.
Przeanalizowali szereg kryteriów w tym wiek, grawitację i strukturę wewnetrzną planety. Doszli do wniosku że życia należy poszukiwać na nieco większych od Ziemi planetach, krążących wokół nieco mniejszych od Słońca gwiazd.

Większa planeta posiada więcej ciepła wewnetrznego i silniejsze pole magnetyczne. Ciepło wewnetrzne zapewnia przez długi czas ruch płyt tektonicznych i aktywność wulkaniczną co przyspiesza ewolucję i pomaga utrzymać odpowiedni zakres temperatur nawet przy słabym słońcu.  Silniejsze pole magnetyczne lepiej chroni życie przed szkodliwym promieniowaniem kosmicznym.

Życie na Ziemi istnieje od około 3,5 mld lat, jednak położenie Ziemi przy wewnętrznej granicy ekosfery, powoduje, że odpowiedni zakres temperatur potrwa jeszcze tylko 1-2 mld lat. Gwiazda która potrafi utrzymać planetę w ekosferze przez 7-10 mld lat, daje większe szanse na rozwój życia niż układ Słońce-Ziemia.

Dobrze się składa, bo takich gwiazd w Galaktyce jest znacznie więcej, niż gwiazd podobnych do Słońca. Najbliższy, potrójny system Alfa Centauri położony w odległości 4,3 lśw. od Ziemi jest jednym z nich. Tam właśnie należy szukać planet na których może być życie twierdzi Heller na łamach czasopisma "Astrobiology".

Choć w systemie tym znajduje się 3 gwiazdy w tym jedna, Alfa Centauri A, jest prawie identyczna jak Słońce, korzystniejsze warunki dla życia mogłyby istnieć w układzie pomarańczowej gwiazdy Alfa Centauri B. Jest ona nieco chłodniejsza i mniejsza od Słońca (typ widmowy K0-1 V, jasność o połowę mniejsza niż Słońce). Jej wiek wynosi ok. 6 mld lat, czyli jest starsza od Słońca o ok. 1,4 mld lat.
W 2012 roku odkryto tam planetę skalistą α Cen Bb niewiele większą od Ziemi. Jednak krąży ona zbyt blisko gwiazdy i temperatura jest tam zbyt wysoka by mogło rozwinąć się życie oparte na białku.

Chociaż Alfa Cen B tworzy z gwiazdą A ciasny układ podwójny, obliczenia wykazują że w jej ekosferze mogą utrzymać się planety o stabilnych orbitach (pomiędzy 0,5 a 0,9 j.a). W układzie nie wykryto planet - olbrzymów, co w połączeniu z dodatnią metalicznością gwiazdy, dobrze rokuje na znalezienie dalszych planet typu ziemskiego.

Badania statystyczne układów planetarnych wskazują, że planety o małej masie często występują w układach złożonych z kilku obiektów, co sugeruje możliwość istnienia innych ciał orbitujących wokół Alfa Cen B, także w ekosferze. Niestety dziś nie dysponujemy przyżądami mogącymi odkryć wszystkie planety o wielkości podobnej do Ziemi nawet w okolicy tak bliskiej gwiazdy. Mógłby w tym pomóc dopiero planowany przez NASA teleskop James Webb.

sobota, 7 grudnia 2013

Wykryto wodę na 5 planetach olbrzymach

Dwa zespoły badaczy NASA, korzystając z teleskopu Hubble'a znalazły słabe sygnatury wody na 5 olbrzymich jowiszowych planetach. Są to planety: WASP-17b, HD209458b , WASP- 12 b , WASP- 19b i XO- 1b krążące wokół trzech gwiazd znajdujących się w odległości od 154 do 1200 lś od Ziemi. Planety te są nazywane "gorącymi Jowiszami", zarówno ze względu na ich wielkość jak i temperaturę. Większość z owych "gorących Jowiszów" ma orbity znacznie ciaśniejsze niż orbita Merkurego. Co ciekawe, mają znacznie mniejszą gęstość niż Jowisz.

Obecność wody atmosferycznej odnotowano wcześniej na kilku planetach poza  Układem Słonecznym, ale jest to pierwsze badanie, które pozwala jednoznacznie zmierzyć i porównać profile i intensywności tych sygnatur na wielu planetach. Znaczenie tego odkrycia polega na tym że otwiera drzwi dla porównania, ile wody jest obecnej w atmosferze w różnych rodzajach planet, na przykład cieplejszych w porównaniu z chłodniejszymi. Wyniki badań dla trzech planet opublikowano 3 grudnia w czasopiśmie „The Astrophysical Journal”, dla pozostałych ukazały się wcześniej.

 Obecnie możemy badać tylko skład atmosfery odległych olbrzymich planet jeśli przechodzą one na tle swojego słońca. Wiele jest mniejszych i takich, których orbity ustawione są inaczej, dlatego nie można jeszcze wyciągać precyzyjnych wniosków co do częstotliwości występowania planet na których jest woda.


Sygnatura wody na omawianych planetach jest znacznie osłabiona prawdopodobnie przez duże zagęszczenie pyłu. Dotychczas szacowano że temperatura ich powierzchni dochodzi do kilku tys. Kelwinów ale ze wzgledu na pyłową "kołderkę" może być niższa i dzięki temu przetrwała tam woda. Interesujące byłoby rozważenie możliwości rozwoju życia na tego rodzaju planetach. Byłaby to jednak niezwykła rzadkość w kosmosie gdyż wymałgałaby spełnienia warunku osłony pyłowej co występuje często jedynie wśród młodych systemów planetarnych.

środa, 6 listopada 2013

Nawet 40 miliardów planet w Galaktyce może mieć życie!


Kepler 62 ma co najmniej 2 planety na których mogą rozwijać się wyższe formy zycia. Niestety gwiazda znajduje się w odległości 1200 lat świetlnych.

W Drodze Mlecznej roi się od miliardów planet, które są mniej więcej wielkości Ziemi, orbitują wokół gwiazdy podobnej do naszego Słońca, w złotej strefie - tam gdzie nie jest za gorąco ani za zimno dla rozwoju życia.

Astronomowie, przy użyciu danych zebranych przez NASA, obliczyli po raz pierwszy, że w naszej galaktyce, istnieje co najmniej 8,8 miliardów gwiazdki z planetami wielkości Ziemi w strefie temperatur nadającej się do zamieszkania.

Badanie zostało opublikowane w poniedziałek w czasopiśmie Proceedings of National Academy of Science.

Dla porównanie - jest to więcej planet podobnych do Ziemi niż jest ludzi na Ziemi.

Kolejnym krokiem, jak mówią naukowcy, będzie przyjrzenie się tym planetom za pomocą potężnych teleskopów kosmicznych, które jeszcze zostaną uruchomione w przyszłości. To przyniesie dalsze wskazówki co do tego, czy którakolwiek z tych planet mogła stać się przystanią dla życia.

W oparciu o cztery lat obserwacji teleskopu Kepler, na podstawie skomplikowanych obliczeń, naukowcy stwierdzili że w Drodze Mlecznej, około 1 na 5 gwiazd, ma rozmiar, kolor i wiek jak nasze słońce, oraz posiada planety które są mniej więcej wielkości Ziemi i są w strefie sprzyjającej rozwojowi życia, gdzie kluczowa dla życia woda może być w stanie płynnym.

Teleskop Kepler przyjrzał się 42000 gwiazdom, badając jedynie drobny wycinek naszej galaktyki, aby zobaczyć jak wiele jest tam planet podobnych do Ziemi. Naukowcy następnie ekstrapolowali tę liczbę do reszty galaktyki, która ma setki miliardów gwiazd.

Po raz pierwszy naukowcy obliczyli - nie oszacowali - jaki procent gwiazd, które są takie same jak nasze Słońce, ma planety podobne do Ziemi: 22 procent, z marginesem błędu plus minus 8 punktów procentowych.

Z około 200 miliardów gwiazd w naszej galaktyce, 40 - 50 mld jest takich jak nasze Słońce, co oznacza, że może być co najmniej 11 mld. planet takich jak nasza.

Jedna na pięć gwiazd jest podobna do Słońca, gwiazda posiadająca planetę wielkości Ziemi, która krąży w "strefie mieszkalnej" znajduje się statystycznie biorąc w odległości niecałych 12 lat swietlnych od Ziemi.

Jednak planet podobnych do Ziemi może być więcej niż 8,8 mld, gdyż naukowcy szukali tylko planet wokół gwiazd podobnych do Słońca które nie są gwiazdami najczęściej występującymi w naszej galaktyce.

Wcześniejsze badania wykazały, że 15 procent z popularniejszych gwiazd typu czerwony karzeł, ma planety wielkości Ziemi, które są w złotej strefie - na tyle blisko swej gwiazdy by na ich powierzchni była woda w stanie płynnym a jednocześnie wystarczająco daleko żeby woda nie osiągnęła temperatury wrzenia.

Gdyby połaczyć je z obecnymi obliczeniami dotyczącymi planet w pobliżu gwiazd typu Słońca, to dałoby liczbę prawie 40 miliardów planet.

Żródło: www.huffingtonpost.com

środa, 13 marca 2013

2 brązowe karły blisko Słońca

Dzięki analizie danych zebranych przez kosmiczny teleskop podczerwieni WISE oraz starszych obserwacji z innych teleskopów, znaleziono obiekt złożony z dwóch brązowych karłów położony 6,5 lat świetlnych od Słońca.

Najbliższa gwiazdowa okolica Słońca

Odkrycia dokonał Kevin Luhman z Penn State Center for Exoplanets and Habitable Worlds. Obiekt otrzymał nazwę WISE J104915.57-531906. Obie niedoszłe gwiazdy krążą w ciasnym tańcu w odległości 3 JA od siebie, okrążają wspólny środek masy co 25 lat.

Tak bliska odległość od Słońca oferuje astronomom możliwość bezpośredniej obserwacji ewentualnych egzoplanet. Znalezienie rozwiniętych form życia na nich jest raczej mało prawdopodobne, planeta taka musiałaby prawie nurzać się w atmosferze brązowego karła żeby utrzymać odpowiednią temperaturę a siły pływowe blokowałyby z czasem jej obrót tak jak ma to miejsce w przypadku Merkurego. Powodowałoby to że klimat na takiej planecie byłby ekstremalny - z oświetlonej strony gorący, z ciemnej skrajnie zimny. Jeśli jednak doszłoby tam do powstania rozwiniętego życia, istoty tam mieszkające mogłyby rozwinąć inne zmysły niż ludzie i zwierzęta na Ziemi. Bliskość brązowego karła powodowałaby że na planecie byłyby odczuwalne ogromne pola elektryczne i magnetyczne, obecne byłoby też promieniowanie podczerwone. Wzrok takich istot mógłby odbierać podczerwień a oczy zawierać by musiały ogromną ilość fotoreceptorów, byłyby więc znacznie większe niż nasze. Pomocniczym lub nawet głównym zmysłem mógłby być zmysł odbioru natężenia pola elektrycznego lub magnetycznego, podobnie jak ma to miejsce u niektórych gatunków ryb. Innym sposobem na poszerzenie ekosfery brązowego karła może być ogrzewanie skorupy planety dzięki indukcji elektromagnetycznej (uwaga, możliwa herezja!) ale to wymagałoby zbadania przez fizyków.

Brązowe karły są obiektami trudnymi do wykrycia, możliwe że jest ich więcej w pobliżu Słońca, może są nawet bliżej niż najbliższa gwiazda. Możliwe też jest istnienie nieznanych samotnych planet gazowych olbrzymów i planet kamiennych o wielkości podobnej do Ziemi. Astronomia najwspanialsze odkrycia ma dopiero przed sobą.

Źródło informacji głównej: http://science.psu.edu/

poniedziałek, 25 lutego 2013

Kolory roślin na innych planetach

Odkryto już tysiące planet pozasłonecznych. Jednak stwierdzenie, czy rozwinęła się na nich biosfera, może być trudne. Naukowcy poszukują więc jednoznacznych a przy tym jak najłatwiejszych do zidentyfikowania bioindykatorów. Jednym z nich jest tlen, którego cząsteczki zostawiają liczne sygnatury w widzialnym zakresie widma i w podczerwieni. Planeta z atmosferą o znacznej koncentracji tego pierwiastka niemal na pewno jest siedliskiem organizmów fotosyntetyzujących. Metan, również uważany za bioindykator, nie daje tak jednoznacznych wskazówek. Na Ziemi wytwarzają go wprawdzie głównie organizmy żywe, ale gdzie indziej może być produktem reakcji geochemicznych . Obiecującymi bioindykatorami wydają się natomiast barwniki umożliwiające fotosyntezę.
Na Ziemi takim barwnikiem jest głównie chlorofil, mniejszą rolę odgrywają karotenoidy.

Popularność chlorofilu jest prawdopodobnie związana z charakterystyką widmową Słońca, położeniem naszej planety w Układzie Słonecznym, jej odległością od Słońca oraz składem atmosfery. Te czynniki decydują bowiem że do powierzchni ziemi dociera najwięcej światła czerwonego o długości fali 620-750 nm. Trochę mniej niebieskiego a najmniej zielonego. Światło czerwone i niebieskie jest więc najpopularniejszym "paliwem" dla fotosyntezy na Ziemi. Chlorofil, który pochłania głównie światło niebieskie i czerwone, zaś odbija zielone, jest do tych warunków dobrze przystosowany (dodatkowo jego wysoki współczynnik odbicia w podczerwieni zapobiega przegrzewaniu się roślin).

Na planetach krążących wokół gwiazd chłodniejszych lub gorętszych od Słońca chlorofil byłby jednak mało wydajny. Jego miejsce prawdopodobnie zajęłyby barwniki, które na Ziemi odgrywają drugorzędną rolę bądź nie występują w ogóle.

Naukowcy przeprowadzili symulacje, w których planety ziemiopodobne z atmosferami umożliwiającymi istnienie życia umieszczali w ekosferach różnych gwiazd. W ten sposób uzyskali widma światła docierającego do powierzchni planet, po czym – zakładając, że wszystkie prawidłowości na Ziemi odnoszą się także do biosfer pozaziemskich – określili podstawowe cechy widmowe występujących w nich barwników i przewidywaną wydajność fotosyntezy.

Okazało się, że na planetach gwiazd należących do typu widmowego F oraz typów K i M mogą istnieć rośliny zdolne do fotosyntezy na skalę porównywalną do obserwowanej na Ziemi. Co więcej, pozostawiane przez nie ślady w widmach planet mogą być tak wyraźne, że dałoby się je wykryć za pomocą odpowiednio zaprojektowanej aparatury.

Ciekawym produktem ubocznym tych badań jest klucz przyporządkowujący gwieździe o danym typie widmowym kolory roślin na krążących wokół niej planetach.

Na przykład na planecie krążącej wokół żółtobiałej gwiazdy typu F2V flora miałaby do dyspozycji przede wszystkim światło niebieskie. Do wydajnej fotosyntezy najlepsze byłyby zatem barwniki pomarańczowe i czerwone. W pobliżu gwiazd typu F mogą też pojawić się rośliny białe. Z kolei rośliny na planetach gwiazd typu K2 i G do wykorzystania miałyby głównie światło czerwone. W ich wypadku najwydajniejszym barwnikiem byłby barwnik zielony, możliwe są też barwy żółta i pomarańczowa. Najbardziej kolorowo może być na planetach orbitujących wokół gwiazd typu M. Do ich powierzchni dociera więcej podczerwieni niż widzialnej części widma. Fotosynteza mogłaby przebiegać tam dzięki substancjom pochłaniającym właśnie takie fale. Rośliny żyjące na tych planetach mogłyby prezentować wszystkie kolory tęczy ale też na przykład nawet szare i czarne. Natomiast nigdzie nie występują rośliny niebieskie.

Na podstawie Świat Nauki 190 (6/07).

poniedziałek, 11 lutego 2013

Druga Ziemia tylko 13 lś od nas?

Korzystając z danych zebranych przez kosmiczny teleskop Keplera, astronomowie z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics dokonali analiz statystycznych, z których wynika, że sześć procent czerwonych karłów posiada planety o wielkości Ziemi na orbitach w tzw. strefach nadających się do zamieszkania, czyli w obszarach wokół gwiazd, w których woda może występować w stanie ciekłym na powierzchni planety.

„Wydawało się, że będzie trzeba szukać w olbrzymich odległościach, aby znaleźć planetę podobną do Ziemi. Okazuje się jednak, że prawdopodobnie czeka na dostrzeżenie w naszym sąsiedztwie” - mówi Courtney Dressing z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, współautorka badań.

Czerwone karły są mniejsze, chłodniejsze i świecą słabiej niż Słońce (ich maksymalna jasność wynosi zaledwie 10 proc. jasności Słońca), ale są najpowszechniejszymi gwiazdami w Drodze Mlecznej. Jest ich co najmniej 75 miliardów i stanowią trzy czwarte wszystkich gwiazd Galaktyki.

Dzięki swoim własnościom ułatwiają zadanie astronomom poszukującym planet pozasłonecznych. Sygnał od planety przechodzącej na tle gwiazdy jest w ich wypadku stosunkowo silny, gdyż im gwiazda jest mniejsza, tym większy procent jej światła blokuje planeta wielkości Ziemi.

Badacze przeanalizowali katalog z danymi Keplera, obejmujący 158 tysięcy gwiazd, aby zidentyfikować wszystkie obserwowane przez ten teleskop czerwone karły. Następnie dokonali dokładnych analiz własności tych gwiazd, wyznaczając ich rozmiary i temperaturę. Spośród znalezionych czerwonych karłów dla 95 przypadków naukowcy znaleźli kandydatki mogące posiadać planety, co oznacza, że co najmniej 60 proc. tego typu gwiazd ma planety mniejsze od Neptuna.

Biorąc pod uwagę, że wiele czerwonych karłów znajduje się w pobliżu Układu Słonecznego, statystyka wskazuje, że najbliższa przyjazna planeta wielkości Ziemi może znajdować się w odległości "zaledwie" 13 lat świetlnych.

Naukowcy nie podają jeszcze dokładnej nazwy planety, ale można przyjąć, że chodzi o odkrytą przez zespół międzynarodowy w gwiazdozbiorze Wagi planetę, krążącą wokół gwiazdy Gliese 581, na której może być temperatura od 0 do 40 st. C, czyli może tam istnieć woda w stanie ciekłym.

 Wyliczono też, że 6 proc. ze wszystkich czerwonych karłów może posiadać ekosferę. – Teraz już wiemy, z jaką częstością planety nadające się do zamieszkania występują wokół czerwonych karłów, najbardziej powszechnych gwiazd naszej galaktyki – powiedział współautor badania David Charbonneau.

Badacze podkreślają że ponieważ czerwone karły są starsze od Słońca, możliwe, że życie na nich jest bardziej zaawansowane niż na Ziemi. - Wydaje nam się, że moglibyśmy znaleźć Ziemię, która miałaby nawet 10 mld lat – powiedział Charbonneau.

Większość ze znalezionych dotychczas kandydatek na planety nie ma odpowiednich rozmiarów, ani temperatury, aby były podobne do Ziemi, ale trzy z nich wykazują takie cechy: KOI 1422.02 o rozmiarze 90 proc. wielkości naszej planety i okresie obiegu 20 dni, KOI 2626.01 która jest 1,4 razy większa od Ziemi i obiega swoją gwiazdę co 38 dni oraz KOI 854.01 – 1,7 razy większa od Ziemi, z okresem orbitalnym 56 dni. Wszystkie te trzy układy gwiazdowe znajdują się od 300 do 600 lat świetlnych od nas.

Wyniki są zgodne z wcześniejszymi badaniami statystycznymi, przeprowadzonymi przez inne grupy astronomów, które wskazują, że planety są we Wszechświecie powszechne, prawdopodobnie liczniejsze niż gwiazdy.

czwartek, 10 stycznia 2013

Ponad 37% gwiazd ma swoją Ziemię

Na podstawie danych zgromadzonych przez kosmiczny teleskop Keplera zespół Francoisa Fressina z Centrum Astrofizycznego Uniwersytetu Harvarda oszacował że wokół co szóstej gwiazdy w naszej Galaktyce może krążyć planeta podobna do Ziemi. Przyjmując że Droga Mleczna liczy 100 mld gwiazd, może się w niej znajdować co najmniej 17 mld planet o wielkości zbliżonej do Ziemi.


( źródło: F. Fressin/CfA)


Liczba ta jest prawdopodbnie znacznie większa jako że teleskop rejestrował planety wielkości Ziemi krążące wokół gwiazdy tylko w odległości mniejszej niż Merkury od Słońca.

Dane wskazują na to, że nawet połowa gwiazd ma planetę o rozmiarach Ziemi lub większą, krążącą po ciasnej orbicie. Jeśli doda się większe planety krążące po orbitach porównywalnych z orbitą Ziemi, można uznać, że 70 procent gwiazd ma jakiegoś towarzysza.

Analiza ukaże się w czasopiśmie "The Astrophysical Journal".

http://www.kosmonauta.net/astronomia/menu-artykuly-astronomia/egzoplanety/4996-2013-01-10-kepler