Widok układu podwójnego pulsara „czarnej wdowy” i jego namagnetyzowanego towarzysza (ofiary) w promieniach gamma uzyskany przez satelitę Fermi (dawnego GLAST-a).
Tym razem będzie o planetach. Długo, przez kilkaset czy nawet kilka tysięcy lat znaliśmy tylko kilka, nawet nie wszystkie w Układzie Słonecznym. Starożytni byli w stanie obserwować (nie znano wówczas zasad optyki i nie konstruowano lunet, przynajmniej my nic o tym nie wiemy) planety do Satruna, który jest ostatnią planetą widoczną gołym okiem.
Po skonstruowaniu teleskopu odkryto Urana – małą, zielonkawą plamkę 6-tej wielkości gwiazdowej, na granicy widoczności gołym okiem, I to w smoliście czarną noc, okiem pozbawionym wad widzenia (zwłaszcza krótkowzroczności). Wielkim triumfem mechaniki nieba (nauki zajmującej sie liczeniem orbit ciał niebieskich, zwłaszcza w układach wielokrotnych) było wskazanie istnienia i pozycji na niebie kolejnej planety – Neptuna. Odnaleziono go zaledwie o stopneń kątowy (2 średnice tarczy Księżyca czy Słońca) od pozycji wskazanej przez Leverriera w 1846 roku.
Pierwsi obserwatorzy Urana (William Herschel) i Neptuna (Johann Galle).
Potem stwierdzono, że powinna istnieć jeszcze jedna planeta, ale odkryty sto kilkadziesiąt lat poźniej Pluton (uznawany przez długi czas potem za planetę) był za lekki żeby wyjaśnić z kolei perturbacje w ruchu Neptuna. Posłanie tam sondy Voyager-2 też nie wyjaśniło niczego. Po Voyagerze była przerwa w penetracji rubieży Układu Słonecznego (planet zewnętrznych), wypełniona niedawno wystrzeleniem (i przelotem w pobliżu Plutona) sondy New Horizons. Do planet olbrzymów poleciały też Juno (do Jowisza) oraz Cassini (do Saturna, niedawno skończyła swoja misję). Urana i Neptuna minęła w pośpiechu w latach 90. XX wieku sonda Voyager-2 zbierając sporo bezcennych danych.
Schemat układu planetarnego wokół pulsara B1257+12 (Wolszczan) – porównanie z wewnętrznym Układem Słonecznym.
Przez długi czas wydawało się, że na Plutonie świat planet się definitywnie kończy. Jednak Kosmos jest bogatszy niż nasze wyobrażenia. W 1991 roku Aleksander Wolszczan, polski astronom, odkrył 2 planety wokół pulsara (gwiazdy neutronowej, obiektu o ekstremalnej gęstości będącego produktem eksplozji pewnego typu supernowych) i zapostulował istnienie trzeciej. Koronnym dowodem istnienia planet było stwierdzenie oddziaływań pływowych między nimi – kolejny triumf mechaniki nieba.
To odkrycie pozwoliło astronomom pokusić się o poszukiwania kolejnych planet pozasłonecznych (czyli poza Układem Słonecznym). Opracowywano kolejne metody ich wykrywania: soczewkowanie grawitacyjne, tranzyty, metody spektroskopowe… Lawina odkryć ruszyła. Wpierw (przez jakieś kilkanaście lat od odkrycia Wolszczana) odkrywano te największe planety – Jowisze. Formułowano teorie, że nie może być planet typu ziemskiego, albo że są rzadkością. Doskonalono instrumenty, przesuwając jednocześnie dolną granicę masy planety której detekcja jest możliwa. Orędownikiem szukania kolejnych Ziem był śp. Prof. Bohdan Paczyński – astronom z Princeton, de facto jedyny poważny polski kandydat do Nagrody Nobla (równiez za szereg innych osiągnięć, m.in. z dziedziny błysków gamma) z fizyki.
Prof. Bohdan Paczyński (1940 – 2007), urodzony w Wilnie astrofizyk.
I wreszcie – stało się. We wrześniu 2009 roku ogłoszono odkrycie planety skalistej (tzw. superziemi). W następnych latach posypały się kolejne. Mało tego, odkryto także planetę w ekosferze macierzystej gwiazdy, a przyszłe nowe instrumenty (w tym teleskopy E-ELT, OWL czy kosmiczny teleskop Webba) dostarczą bez wątpienia dalszych odkryć. Pomału myślimy o szukaniu sygnatur (zwłaszcza metodą badania widm gwiazd podczas tranzytów krążących wokół nich planet) atmosfer – i ustalaniu ich składu chemicznego. Jak wiemy, szukano życia na Marsie od pewnego momentu wiedząc że ono tam kiedyś było i do udowodnienia potrzebujemy istnienia tam wody. W przypadku atmosfer i znanych nam z Ziemi form życia tą sygnaturą byłoby występowanie tlenu.
Artystyczna wizualizacja przejścia sondy Cassini przez przerwę w pierścieniach Saturna nazwaną tym samym imieniem.
Przychodzi tu na myśl słynne od dziesiątków lat (a dokładnie, od 1961 roku) równanie Drake’a – pioniera poszukiwań cywilizacji pozaziemskich. Do tej pory szereg członów z tego równania miało wartości oszacowane na podstawie czystych spekulacji. Wynikiem miała być liczba pozaziemskich cywilizacji w naszej Galaktyce. Teraz wiemy, jaki odsetek gwiazd ma planety, ile z nich jest typu ziemskiego, które mają atmosfery, jakie są szanse na istnienie na nich inteligentnych form życia…
John Glenn – pierwszy i, jak do tej pory, jedyny astronauta na orbicie po 70-tce. Zmarł w grudniu.
Pora zastanowić się nad ceremonią przyjęcia Obcych gdy ruszą z wyprawą w naszą stronę (choć to energetycznie mało prawdopodobne, chyba że są cywilizacją galaktyczną typu III). Powstają książki omawiające religijne aspekty istnienia cywilizacji pozaziemskich, kto wie czy pokolenie obecnych licealistów o takim istnieniu się nie będzie dowiadywać z gazet – tak, jak nasi Ojcowie i Mamy z zapartym tchem śledzili lądowanie na Księżycu Neil’a Armstronga i Buzz’a Aldrin’a. W ostatnich dniach zmarł kolejny astronauta, który był kilka razy w otwartej przestrzeni i przesunął rekord wieku astronauty do powyżej 70 lat. Tym Człowiekiem był John Glenn – zmarł w wieku 95 lat.
Orbita hipotetycznej planety X (na czerwono), na podstawie obliczeń orbit ciał z Pasa Kuipera (na żółto i niebiesko). Orbita Plutona – granica małego, niebieskiego koła ze Słońcem w środku.
Z działki naszego Układu Słonecznego – istnieje przypuszczenie graniczące z pewnością (znacznie powyżej 99%), że istnieje planeta X – krążyłaby ona jednak dużo dalej niż Neptun, kilkaset jednostek astronomicznych od Słońca. Wskazują na to dziwne korelacje w kształtach I nachyleniach orbit niektórych ciał z pasa Kuipera do ekliptyki.
Dyski protoplanetarne z formującymi się ciałami niebieskimi o kilkaset lat świetlnych od Układu Słonecznego. Źródło – instrument SPHERE na Very Large Telescope.
Innym odkryciem z dziedziny planet jest obserwacja rozmiarów planetyzymali i formowania sie innego układu planetarnego przez interferometr przacujący w podczerwieni ALMA w Chile. Śledzony jest szczególnie do dziś zagadkowy proces narastania ziaren wielkości ułamków milimetra do rozmiarów planetarnych. Wykorzystywane są także pomiary polaryzacji promieniowania z ziaren agregujących do coraz większych mas.
Podwójny układ z pulsarem „czarną wdową”, omiatającą swym promieniowaniem i wiatrem gwiazdowym przestrzeń wokół gwiazdy-towarzysza (z lewej).
I wreszcie – coś na zachętę dla naszych amatorów. Niejaki Andre Van Staden z Zachodniego Przylądka, dysponujący 30 cm teleskopem wziął pod lupę towarzysza jednego z pulsarów zwanych “czarnymi wdowami” z uwagi na niszczenie gwiazdy-towarzysza tegoż pulsara (tu ochrzczonego jako MSP J1723-2837, zgodnie z konwencją nazywania pulsarów ich pozycją na niebie i epoką 2000.0 w której ta pozycja jest podana). Vas Staden wykonał około 3000 obserwacji i skonkludował, że krzywa blasku gwiazdy towarzysza różni sie od oczekiwanej po tego typu obiektach. Stwierdził on istnienie na powierzchni gwiazdy-towarzysza plam podobnych do słonecznych i rozbieżność pomiędzy okresem rotacji a okresem obiegu obu tych jakże różnych gwiazd wokół wspólnego środka masy (barycentrum). Znamienne było sformułowanie wniosku, że wiatr z “czarnej wdowy” nie wieje tylko w kierunku towarzysza (co można było stwierdzić śledząc czasy włączeń i wyłączeń detekcji promieniowania z pulsara) ale jest odchylony przez pole magnetyczne gwiazdy towarzysza (podobnie jak to się dzieje w przypadku Słońca i Ziemi). Czyli że gwiazda-towarzysz “broni się przed destrukcją” mając silne pole magnetyczne związane, jak wiadomo z heliofizyki, z istnieniem plam na jej powierzchni. Nie wiemy, czy tak zachowują się wszystkie “czarne wdowy” ale dla tej konkretniej można nakreślić wiarygodny scenariusz oddziaływań pól magnetycznych pulsara i jego towarzysza. I stało się to wyłącznie dzięki 400 godzinom obserwacji amatorskim teleskopem podłączonym do kamery CCD – prekursora współczesnych aparatów cyfrowych. I kontaktowi z astronomem profesjonalistą, Johnem Antoniadisem z Uniwersytetu w Toronto.
Astronom-amator Andre Van Staden przy swoim 30cm teleskopie.
Te astro-notki są jubileuszowe, bo dziesiąte (wg arabskiego systemu cyfr). Życzę Wszystkim których jeszcze nie zdołałem całkiem zniechęcić do obserwacji i myślenia o niebie swoją pisaniną – wielu udanych obserwacji choćby i bez teleskopu, w gronie przyjaciół, pod atramentowo ciemnym niebem w 2017. Wesołych Świąt i do zobaczenia na szlaku!
Doktorek