Naukowcy z Instytutu Nielsa Bohra na Uniwersytecie w Kopenhadze zbadali ponad 1000 układów planetarnych krążących wokół gwiazd w naszej własnej galaktyce, Drodze Mlecznej i odkryli szereg powiązań między orbitami planet, liczbą planet i odległością do ich gwiazdy. Okazuje się, że nasz układ słoneczny pod pewnymi względami jest bardzo rzadki, a pod innymi bardzo zwyczajny.

Rzadkością jest występowanie ośmiu planet, ale badania pokazują, że Układ Słoneczny powstał zgodnie z bardzo podstawowymi zasadami formowania się planet wokół gwiazdy, takimi, które działają w przypadku innych systemów. Pytanie o to, co dokładnie czyni go tak wyjątkowym, iż to właśnie w nim powstało życie, jest zatem dobrym pytaniem.

Wyniki badań zostały opublikowane w MNRAS. Wynika z nich, że np. kluczem do określenia liczby planet jest kształt orbit planet,. Istnieje bardzo wyraźna korelacja między mimośrodowością orbit a liczbą planet w danym układzie słonecznym. Kiedy planety się formują, zaczynają krążyć po kołowych orbitach w chmurze gazu i pyłu. Planety są stosunkowo małe, o rozmiarach porównywalnych z księżycem. Po upływie dłuższego czasu oddziałują grawitacyjnie i uzyskują coraz bardziej niekołowe (ekscentryczne) lub eliptyczne orbity. Oznacza to, że zaczynają się zderzać, ponieważ eliptyczne orbity częściej się przecinają a planety się powiększają w wyniku zderzeń.

Jeśli końcowym rezultatem zderzeń jest to, że wszystkie małe ciała niebieskie stają się jedną lub kilkoma planetami, wówczas pozostają na orbitach eliptycznych. Ale jeśli powstało więcej planet, przyciąganie grawitacyjne między nimi powoduje, że tracą one energię – i tworzą coraz bardziej okrągłe orbity. Naukowcy odkryli bardzo wyraźną korelację między liczbą planet a kołowością tych orbit. „Właściwie to nie jest niespodzianka”, wyjaśnia profesor Uffe Gråe Jørgensen. „… nasz układ słoneczny jest wyjątkowy w tym sensie, że żaden inny układ słoneczny z tak dużą liczbą planet, co nasz, nie jest znany. A zatem być może należałoby się spodziewać, że nasz układ słoneczny nie pasuje do innych, ale tak nie jest jest.”

Jedynymi obserwowanymi układami słonecznymi, które nie pasują do ogólnogalaktycznej reguły, są systemy z tylko jedną planetą. W niektórych przypadkach jest to spowodowane tym, że w tych układach planeta krąży wokół gwiazdy w bardzo bliskiej odległości, ale w innych jest to spowodowane tym, że systemy mogą faktycznie zawierać więcej planet, niż obserwujemy. „W takich przypadkach odchylenie od reguły może wskazywać na większą liczbę planet, które do tej pory były ukryte, a które teraz musimy odkryć” – wyjaśnia Nanna Bach-Møller, autorka artykułu naukowego. Jeśli jesteśmy w stanie zobaczyć zakres ekscentryczności orbity planety, to wiemy, ile innych planet musi znajdować się w układzie – i odwrotnie, jeśli mamy liczbę planet, znamy ich orbity. „Byłoby to bardzo ważne narzędzie do wykrywania układów planetarnych, takich jak nasz własny układ słoneczny, ponieważ wiele egzoplanet podobnych do planet w naszym układzie słonecznym byłoby trudnych do bezpośredniego wykrycia, gdybyśmy nie wiedzieli, gdzie ich szukać”.

Ziemia należy do 1% „szczęśliwców”

Niezależnie od metody poszukiwania egzoplanet, rezultat jest taki sam. W grę wchodzi bowiem podstawowa, uniwersalna fizyka. Naukowcy mogą wykorzystać ww. rezultaty, aby powiedzieć: Ile systemów ma taką samą ekscentryczność orbit jak nasz Układ Słoneczny? – które możemy następnie wykorzystać do oceny, ile systemów ma taką samą liczbę planet jak nasz Układ Słoneczny.

Odpowiedź brzmi, że ​​tylko 1% wszystkich układów słonecznych ma taką samą liczbę planet jak nasz Układ Słoneczny lub inaczej: Jeśli w Drodze Mlecznej jest około 100 miliardów gwiazd, to jest nie mniej niż miliard systemów słonecznych. W ekosferze, czyli w pewnej odległości od ich gwiazdy, która pozwala na istnienie wody w stanie ciekłym, znajduje się około 10 miliardów planet podobnych do Ziemi.

Jest jednak ogromna różnica między przebywaniem w strefie nadającej się do zamieszkania a istnieniem i rozwojem cywilizacji technologicznej, podkreśla Uffe Gråe Jørgensen. Coś jest przyczyną tego, że nie ma zbyt wielu odwiedzających nas statków kosmitów . Naszej własna cywilizacja dość szybko opanowuje kosmos: byliśmy na Księżycu, a na Marsie mamy już kilka robotów. Ale ciągle nie widzimy UFO lecących do nas z miliardów planet podobnych do Ziemi w nadających się do zamieszkania strefach gwiazd, więc życie i cywilizacje technologiczne w szczególności są prawdopodobnie wciąż dość rzadkie.

Ziemia nie jest specjalnie wyjątkowa

Czego więcej potrzeba, aby utrzymać życie, niż bycie planetą wielkości Ziemi w strefie nadającej się do zamieszkania? Co jest naprawdę specjalnego na Ziemi i w naszym Układzie Słonecznym? Ziemia nie jest wyjątkowa – jest wiele planet podobnych do Ziemi. Ale może chodzi liczbę planet i ich budowę? W naszym Układzie Słonecznym jest wiele dużych planet gazowych (połowa z nich). Czy to możliwe, że istnienie dużych planet gazowych jest przyczyną naszego istnienia na Ziemi? Część tej debaty wiąże się z pytaniem, czy duże planety gazowe, Saturn i Jowisz, przekierowały komety niosące wodę na Ziemię, gdy planeta miała pół miliarda lat, umożliwiając formowanie się tutaj życia.

Zastanówmy się bowiem, jak maleńka kometa przylatująca do nas z odległej pustki kosmicznej odnalazłaby maleńką Ziemię bez niczyjej „pomocy”? To właśnie olbrzymy, siłą swojej grawitacji ściągały komety umożliwiając im zderzenie się z Ziemią. Mimo że zdarzenia te były rzadkie, to pół miliarda lat zrobiło swoje i do upadków komet na pewno doszło.

I powstaliśmy i ciągle się zastanawiamy dlaczego właściwie jesteśmy tutaj, aby móc się o tym myśleć.

Dodaj komentarz