NASA opublikowała wiadomość o utworzeniu nowej jednostki, złożonej z naukowców reprezentujących różne dziedziny naukowe, noszącej nazwę Nexus for Exoplanet System Science (NExSS). Będzie ona miała za zadanie nie tylko badanie egzoplanet, w celu lepszego ich poznania i zrozumienia, ale także poszukiwanie na nich życia. Działanie na wielu płaszczyznach naukowych, którego bezpośrednim celem będzie poszukiwanie życia poza naszym Układem Słonecznym jest czymś nowym dla środowisk naukowych.
foto / NASA
Poszukiwanie życia pozaziemskiego wymaga bezprecedensowej współpracy naukowców z wielu dziedzin naukowych. NExSS będzie kojarzyć zarówno dziedziny badające planety pod kątem możliwości generowania życia (prawy dolny róg obrazka), różnorodnośc planet w układach słonecznych (lewa strona obrazka) oraz te badające nowoodkryte światy orbituijące wokół swoich gwiazd (prawy górny róg ekranu).
The Nexus for Exoplanet System Science lub po prostu NExSS, rozbudza nadzieje na lepsze poznanie i zrozumienie egzoplanet, a także możliwości pojawienia się życia na planetach w układach gwiezdnych poza naszym Układem Słonecznym.
Ten interdyscyplinarny projekt połączy czołowe zespoły badawcze z wielu dziedzin naukowych, gwarantując powstanie zsyntetyzowanego podejścia do badania egzoplanet, gwiazd oraz planet sąsiadujących z największym potencjałem do posiadania życia. Badania egzoplanet interesują nie tylko astronomów, ale również planetologów i klimatologów.
- powiedział Jim Green, dyrektor Planetary Science.
Badanie egzoplanet - planet orbitujących wokół innych gwiazd - jest czymś nowym i z pewnością będzie to stanowiło wyzwanie dla naukowców. W ramach przypomnienia, egzoplaneta to planeta znajdująca się w układzie planetarnym, krążąca wokół gwiazdy (jednej bądź kilku) innej niż Słońce. Do 2015 roku Encyklopedia Pozasłonecznych Układów Planetarnych stwierdzała istnienie 1911 planet. Planety pozasłoneczne są bardzo trudne do bezpośredniego zaobserwowania, ponieważ zwykle ich blask ginie w świetle gwiazdy macierzystej. Pierwsze naukowe doniesienia o odkryciu planet pozasłonecznych pojawiły się jeszcze w XIX wieku. Istnieje kilka metod wyszukiwania planet pozasłonecznych. Przedstawię je wam poniżej:
- Astrometria - polega na precyzyjnych pomiarach zmian położenia gwiazd na niebie. Jeśli wokół obserwowanej gwiazdy krąży planeta, gwiazda również powinna zataczać niewielkie elipsy, krążąc wokół wspólnego środka masy. Nawet w przypadku bliskich gwiazd ruchy te są tak znikome, że żadne naziemne teleskopy nie są w stanie ich wykryć. W 2002 roku Teleskop Hubble’a potwierdził jednak skuteczność tej metody, wykrywając ruchy gwiazdy powodowane przez odkrytą wcześniej planetę w układzie Gliese 876
- Obserwacja pulsarów - Pulsar jest gwiazdą neutronową, która obraca się z dużą prędkością, emitując fale radiowe w bardzo równych odstępach czasu. Dzięki temu, że sama rotacja pulsara jest tak regularna, każda anomalia w wysyłanych impulsach zdradza zmiany prędkości pulsara względem Ziemi. Pozwala to wykryć i zmierzyć grawitacyjny wpływ obiektów w jego okolicy.
- Efekt Dopplera - W większości przypadków ruch gwiazdy spowodowany przez planetę powoduje, że zmienia się jej prędkość względem Ziemi. Zmiany prędkości radialnej można wykryć, obserwując przesunięcie linii spektralnych w widmie gwiazdy, spowodowane efektem Dopplera.
- Mikrosoczewkowanie grawitacyjne - zachodzi, gdy grawitacja jednej gwiazdy działa jak soczewka, powiększając obraz innej, odległej gwiazdy będącej bezpośrednio za nią. Wymaga to ułożenia się obu gwiazd i Ziemi prawie idealnie na jednej prostej i trwa bardzo krótko, zwykle kilka dni lub tygodni. Zjawisko to zaobserwowano jednak już ponad tysiąc razy w ciągu ostatnich 10 lat.
- Tranzyt - oznacza przejście ciała niebieskiego przez tarczę innego ciała niebieskiego. Gdy planeta przesłania częściowo gwiazdę, można ją wykryć analizując nieznaczne osłabienie jasności tej gwiazdy.
- Dyski okołogwiazdowe - Dyski pyłowe otaczają wiele gwiazd. Można je zaobserwować, gdyż pochłaniają światło gwiazdy i emitują podczerwień. Nawet jeśli całkowita masa pyłu jest mniejsza niż masa Ziemi, sumaryczna powierzchnia może być tak duża, że dysk emituje więcej podczerwieni niż macierzysta gwiazda.
- Bezpośrednia obserwacja - Ponieważ planety są bardzo słabymi źródłami światła, w większości przypadków giną w blasku macierzystej gwiazdy i nie da się ich bezpośrednio zaobserwować. W szczególnych sytuacjach jest to jednak możliwe. Zwykle wymaga to, żeby planeta była duża (znacznie większa niż Jowisz), daleko od gwiazdy i gorąca (emitująca dużo podczerwieni). Projekty wyposażenia teleskopów w służące do tego instrumenty są obecnie prowadzone dla teleskopów Gemini, VLT i Subaru.
- Misje kosmiczne - Obserwacje prowadzone z orbity mogą uzyskiwać znacznie większą dokładność niż naziemne, dzięki braku zaburzeń pochodzących z atmosfery. Ponadto mogą być prowadzone w pasmach podczerwieni pochłanianych w większości przez atmosferę.
- Polarymetria - Światło wysyłane przez gwiazdy jest niespolaryzowane, co oznacza, że kierunek oscylacji fali jest losowy. Kiedy jednak światło odbija się od atmosfery lub powierzchni planety, następuje jego częściowa polaryzacja. Dotyczy ona zwykle nie więcej niż jednej milionowej światła wysyłanego przez gwiazdę, ale potencjalnie można mierzyć ją z bardzo dużą dokładnością, ponieważ nie jest zaburzana przez ziemską atmosferę.
- Obserwacje zaćmień układów podwójnych - Położenie niektórych gwiazd podwójnych sprawia, że okresowo jedna z gwiazd zasłania drugą (są to tzw. gwiazdy zaćmieniowe). Okresy pomiędzy wzajemnymi zaćmieniami są, przy braku innych obiektów w okolicy, bardzo regularne. Podobnie jak w przypadku pulsarów, oddziaływanie grawitacyjne planet można wykryć mierząc anomalie w tych czasach.
Kluczowym elementem skuteczności nowych metod badawczych będzie zrozumienie jak biologia oddziałuje na atmosferę, geolgię, oceanamy i wnętrze planet, oraz jaki wpływ na tę interakcję ma macierzysta gwiazda planety. W ramach NExSS rozpocznie się współpraca na niespotykaną dotychczas skalę, obejmująca dziedziny min. geologii planetarnej, planetologii, heliofizyki i astrofizyki. Bezprecedensowe połączenie tych prominentnych grup naukowych ma być gwarancją efektywności działań.
Dr. Paul Hertz, kierownik Astrophysics Division na NASA powiedział:
Naukowcy wchodzący w skład projektu NExSS będą odpowiedzialni nie tylko za opracowanie sposobów badania egzoplanet i zdobywania informacji, ale także za także za interpretację danych zdobytych na podstawie obserwacji egzoplanet z projektów, które będą realizowane w przyszłości jak TESS, JWST i WFIRST
**Małe wyjaśnienie skrótów zawartych w cytacie:
- TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) - planowany teleskop kosmiczny agencji NASA, zaprojektowany w celu wyszukiwania planet pozasłonecznych metodą tranzytu. Należy do Programu Explorer, jest następcą teleskopu Kepler. TESS jest jednym z projektów, obok NICER, wyselekcjonowanych spośród 22 propozycji projektowych zgłoszonych do realizacji w 2011 roku. Realizacja projektu została ustalona na rok 2017. Satelita zostanie zbudowany przez Orbital Sciences Corporation i wystrzelony na wysoką eliptyczną orbitę okołoziemską. Dokona przeglądu całego nieba w poszukiwaniu planet krążących wokół jasnych gwiazd w naszym najbliższym sąsiedztwie, ze szczególnym uwzględnieniem planet o rozmiarach zbliżonych do Ziemi. Misja potrwa około dwóch lat, w tym czasie zostanie przebadanych około 500 tys. gwiazd. Naukowcy spodziewają się odnaleźć ok. 300 planet typu ziemskiego. Odkryte planety staną się celami obserwacji przyszłych potężniejszych obserwatoriów takich jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba czy też teleskopy naziemne.
- JWST (James Webb Space Telescope), Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (napomknąłem o nim w poprzednim artykule o teleskopie Hubble'a) - budowany obecnie teleskop kosmiczny, który ma być następcą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. W odróżnieniu od swojego poprzednika, ma on prowadzić obserwacje w podczerwieni. Najważniejsze cele misji to: badanie pierwszych gwiazd i galaktyk, które uformowały Wszechświat po Wielkim Wybuchu, badanie formowania się i ewolucji galaktyk, badanie tworzenia gwiazd i systemów planetarnych.
- WFIRST (The Wide Field Infrared Survey Telescope) - Jest to Kosmiczne Obserwatorium pracujące w podczerwieni ustanowione przez National Research Council Committee jako priorytet dla astronomii w następnej dekadzie.
NExSS będzie prowadzone przez Natalie Batalha z Ames Research Center, Dawn Gelino z NASA Exoplanet Science Institute oraz Anthony del Genio z Goddard Institute for Space Studes. Do projektu zostaną także włączeni członkowie dziesięciu różnych uniwersytetów i dwóch instytutów badawczych. Zespoły zostały wylosowane przez NASA Science Mission Directorate.
Będą wśród nich naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley i Uniwersytetu Stanforda, którzy w ramach grupy „Exoplanets Unveiled” prowadzonej przez Jamesa Grahama skupią się na odpowiedzi na pytanie: „Jakie właściwości systemów egzoplanetarnych, a szczególnie ich tworzenie się i ewolucja, mogą potencjalnie wpływać na pojawienie się życia”. Daniel Apai będzie natomiast liderem zespołu „Earths in Other Solar Systems” z University of Arizona. Będzie on odpowiedzialny za połączenie danych z obserwacji egzoplanet i tworzących się systemów planetarnych z symulacjami komputerowymi i badaniami mikroskopowymi meteorytów, a celem pracy grupy będzie próba zrozumienia, w jaki sposób tworzą się planety podobne do Ziemi i w jaki sposób trafiają na nie niezbędne do powstania życia molekuły zawierające węgiel, tlen, azot i wodór.
Zespół z Arizona State University, pod kierunkiem Stevena Descha, określi potencjalną możliwość życia na innych planetach z uwzględnieniem ich chemii. Celem jest opisanie planet pod kątem chemicznym.
Kolejny zespół powstanie na Hampton University. Zespół zwany „Living, Breathing Planet Team” będzie musiał określić, w jaki sposób utrata wodoru i innych gazów z atmosfery wpływa na chemię planet i warunki na nich panujące.
Na naszym Układzie Słonecznym skupi się zespół Tony'ego Del Genio, który ma za zadanie opisanie jak w czasie zmieniały się warunki na skalistych planetach. Badania będą prowadzone pod kątem warunków pozwalających na istnienie życia.
Doktor Victoria Meadows będzie liderem zespołu z Uniwersytetu Waszyngtońskiego, który w oparciu o wiedzę z zakresu planetologii zbada poszczególne czynniki mające wpływ na zamieszkanie egzoplanet i określi, jakie sygnały mogą świadczyć o istnieniu życia na nich.
Cóż, pozostaje czekać i obserwować jakie postępy będzie czynić nowy projekt i do jakich odkryć się przyczyni. Miejmy nadzieję, że odkrycia, które ambitni naukowcy poczynią w najbliższych latach znacznie poszerzą naszą wiedzę o planetach, układach planetarnych i wszechświecie w ogóle. Życzymy powodzenia!
Tłumaczenie własne.
Źródło:
nasa.gov
internet
