Mokslas ir IT

2021.10.27 21:03

Naujų planetų tyrimai gali padėti atsakyti į vieną didžiausių klausimų žmonijos istorijoje: pasak VU mokslininko, stovime ant atradimų slenksčio

Patricija Kilminavičienė, LRT.lt2021.10.27 21:03

Astrofizikai nepailsdami ieško kitų pasaulių, kurie, net jeigu nėra gyvenami, gali padėti papasakoti, kaip atsirado Saulės sistema ir kuo ji ypatinga. Iki šiol visos į Žemę panašios planetos buvo aptiktos Paukščių Tako galaktikoje, tačiau pirmą kartą pavyko vieną surasti už jos ribų. VU astrofiziko teigimu, nors technologinės galimybės šiuo metu nėra pakankamos, kad išsiaiškintume viską apie kitas planetas, jau stovime ant atradimų slenksčio.

Pirmoji planeta už Paukščių Tako ribų

Kaip praneša BBC, mokslininkai pirmą kartą istorijoje aptiko planetą už mūsų galaktikos ribų. Iki šiol rasta beveik 5 tūkst. egzoplanetų – pasaulių, skriejančių aplink žvaigždes už mūsų Saulės, tačiau visos jos yra Paukščių Tako galaktikoje.

Potenciali Saturno dydžio planeta, kurią atrado NASA „Chandra“ teleskopas, yra Sūkurio (Mesjė 51) galaktikoje. Galima planeta yra už milijonų šviesmečių nuo Paukščių Tako galaktikos.

Mokslininkai šią ekstroplanetą pavadino M51-ULS-1b, rašo „Science Alert“, o jos atradimas gali pakeisti būdą, kaip ieškomos planetos už Saulės sistemos ribų – Paukščių Take ir dar toliau už mūsų galaktikos.

Aptikti egzoplanetas net ir Paukščių Tako galaktikoje yra gana sudėtinga. Dažniausiai planetų, skriejančių aplink Paukščių Tako žvaigždes, buvimas nustatomas matant jų poveikį pačiai žvaigždei, o ne aptinkant egzoplanetą tiesiogiai. Tyrėjai nustatė, kad geriausiai jų surinktus duomenis atitinka Saturno dydžio ekstroplaneta, skriejanti aplink dvinares žvaigždes dešimčių astronominių vienetų atstumu.

Kaip mokslininkai randa naują planetą?

Kaip LRT.lt sakė VU astrofizikas Vidas Dobrovolskas, aptikti planetas galima keliais būdais. Pats paprasčiausias – nufotografuoti šalia savo žvaigždės esančią planetą. Tačiau sunkumų kelia tai, kad žvaigždės yra daug ryškesnės ir šviesa dažnai užgožia planetą, todėl tai galima padaryti tik tuomet, kai žvaigždė yra kuo nors uždengiama.

„Šiuolaikinių teleskopų dydis dar šiek tiek riboja tai, kokiu atstumu galima aptikti planetas naudojant šį metodą. Artimesnes planetas lengviau aptikti. Nors tiesioginiu fotografavimu rasta apie tuzinas planetų, tai sudaro mažiausią dalį iš visų atradimų.

Kitas būdas vadinamas tranzito metodu. Jo esmė tokia, kad jeigu planeta sukasi apie savo žvaigždę, jos orbita arba kelias praeina taip, kad mums žiūrint iš Žemės atrodo, jog planeta šiek tiek užtemdo žvaigždę. Stebint žvaigždes ir matant periodinius spindesio prigesimus aptikta daugiausia planetų. Tikslaus skaičiaus neįvardysiu, bet apie pusė visų planetų yra aptikta tokiu būdu“, – kalbėjo astrofizikas.

Trečias metodas, anot jo, paremtas tam tikru planetos poveikiu žvaigždei. Planetai skriejant apie žvaigždę, jos traukia viena kitą – planeta taip pat šiek tiek traukia link savęs žvaigždę. To rezultatas – žvaigždės greitis tampa periodiškai kintantis. Stebint iš Žemės yra spektroskopinių metodų, kuriais galima išmatuoti žvaigždžių greitį. Jeigu pastebima, kad žvaigždės greitis periodiškai kinta, pavyzdžiui, ji tai šiek tiek priartėja prie mūsų, tai nutolsta, galima daryti prielaidą, jog apie ją sukasi planeta, nors tiesiogiai jos ir nematyti.

„Kuo planeta didesnė, tuo stipriau ji „tampo“ žvaigždę, tuo didesne amplitude kinta greitis. O kuo ji arčiau žvaigždės, tuo greičiau ją apskrieja, tuo dažniau vyksta greičio kitimas“, – pasakojo V. Dobrovolskas.

Mokslininkas įvardijo ir ketvirtą metodą – egzotiškesnį. Jeigu šviesa iš, pavyzdžiui, toliau esančių žvaigždžių, praeina netoli planetos, ji savo trauka šiek tiek iškreipia erdvę ir šviesa lūžta tarsi stiklo lęšyje.

„Tai vadinama gravitacinių lęšių metodu. Alberto Einsteino reliatyvumo teorija prognozavo, kad bet koks objektas, turintis trauką, gali iškreipti erdvę ir tokiu atveju praeidami šviesos spinduliai iš tiesios trajektorijos užlinksta, tarsi nukrypsta. Tokiu atveju paprastai stebimas pasirinktas dangaus lopinėlis, žvaigždės nuolat fotografuojamos ir, jeigu pasitaiko taip, kad atskirai kosmose ar aplink žvaigždę skriejanti planeta atsiduria vienoje linijoje tarp mūsų ir tolimos fono žvaigždės, tos žvaigždės šviesa trumpam, minutėms ar valandoms, paryškėja. Pagal paryškėjimo kreivę arba formą galima įvertinti, kokios masės ir kokio dydžio planeta iškreipia šviesą.

Tačiau tai gana egzotiškas metodas ir kol kas tokiu būdu atrasta labai nedidelis skaičius planetų. Sudėtinga tai, kad planeta turi tiksliai atsidurti linijoje tarp mūsų ir kokios nors tolimos žvaigždės“, – LRT.lt dėstė mokslininkas.

Mokslininkai tiria planetas per žvaigždžių šviesą

Mokslininkų tyrinėjamos planetos yra už šimtų tūkstančių, o kartais net ir milijonų šviesmečių. Kaip tirti objektus, kurie nutolę sunkiai protu suvokiamu atstumu nuo mūsų?

Anot V. Dobrovolsko, skirtingai nei Saulės sistemoje esančias planetas, tolimesnes tirti išties labai sudėtinga. Todėl lieka tik netiesioginis būdas.

„Jeigu atsiranda momentas, kai planeta skriedama aplink savo žvaigždę atsiranda tarp jos ir mūsų, dalis žvaigždės šviesos praeina per planetos atmosferą. Priklausomai nuo to, kokių medžiagų yra joje, dalis žvaigždės šviesos gali būti sugeriama, t. y. žvaigždės spektre, spalvų paletėje ima trūkti vienokių ar kitokių atspalvių. Atsiranda vadinamųjų spektro linijų.

Tiesiogiai planetos nematant, tačiau pastebint, kaip paveikiama žvaigždės šviesa, galima nustatyti, iš kokių medžiagų sudaryta planeta, ar ten yra deguonies, vandens garų, organinių medžiagų. Taigi, nors tiesiogiai planetos nematome, pėdsaką galima užčiuopti žvaigždžių šviesoje“, – LRT.lt sakė V. Dobrovolskas.

Kitų planetų tyrimai gali padėti atsakyti į vieną didžiausių klausimų žmonijos istorijoje

Pasak V. Dobrovolsko, dar ne taip seniai, prieš 30–35 metus, vienintelės žinomos planetos buvo Saulės sistemoje. Todėl mokslininkai įsivaizdavo, kad planetos, išsidėsčiusios aplink kitas žvaigždes, gali turėti panašių savybių bei parametrų. Vis dėlto, kai buvo aptiktos pirmosios planetos, skriejančios aplink kitas žvaigždes, paaiškėjo, kad galimų variantų įvairovė yra labai didelė.

Buvo aptikta ir tokių didelių planetų kaip mūsų Jupiteris, skriejančių aplink savo žvaigždę taip arti, kaip Merkurijus skrieja aplink Saulę. V. Dobrovolsko teigimu, norint suprasti, kaip planetos atsirado Saulės sistemoje ir ar mūsų sistema su savo planetomis yra kuo nors ypatinga, o galbūt atvirkščiai – panašios į daugelį kitų sistemų, svarbūs kitų planetų ir jų sistemų tyrimai.

„Mums tampa paprasčiau suprasti, kiek ypatinga ir išskirtinė yra Saulės sistema. Žinoma, tiesiogiai su šia problematika susijęs klausimas, ar mes kosmose esame vieni. Nors paieškos vyksta seniai, tik prieš kokius 5 metus teleskopų ir kitos technologijos ištobulėjo tiek, kad jau pradedama aptikti planetų, kurios yra panašios į Žemę savo didumu, atstumu nuo žvaigždės. Bet kol kas mes dar nežinome, kokia tikimybė gyvybei atsirasti, net jeigu turime tinkamas sąlygas, t. y. ar užtenka turėti vandens, atmosferą, reikiamą temperatūrą, ir gyvybė iškart atsiranda tokiomis sąlygomis, ar ne.

Kol kas dabartinių teleskopų lygis nėra toks, kad galėtume pasakyti, ar kitose planetose yra gyvybės požymių, pavyzdžiui, organinių medžiagų pėdsakų. Bet stovime ant atradimų slenksčio, nes šių metų gruodį į kosmosą bus paleistas naujas Jameso Webbo teleskopas. Jo techninės galimybės leis įvertinti kitų planetų atmosferų sudėtį gana tiksliai. Planetų prie kitų žvaigždžių paieška yra neišvengiama ir labai glaudžiai susijusi su vienu didžiausių klausimų žmonijos istorijoje – ar mes esame vieni Visatoje ir jeigu gyvybė yra ir kitose planetose, tuomet kaip plačiai ji paplitusi“, – įžvalgomis dalijosi VU astrofizikas.

Mums svarbus tikslumas ir sklandi tekstų kalba. Jei pastebėjote klaidų, praneškite portalas@lrt.lt