Samotna planeta zilustrowana przez NASA

Samotne planety – czym są i skąd się biorą?

Pod koniec grudnia naukowcy ogłosili największą wykrytą grupę samotnych planet. W Drodze Mlecznej namierzono kolejne obiekty tego typu. Czym one są? Jak powstają? Czy są powszechne we Wszechświecie? Rzućmy nieco światła na tajemnicze samotne planety.

22 grudnia 2021 r. ogłoszono, że znaleziono od 70 do 170 samotnych planet, czyli takich, które nie orbitują wokół żadnej gwiazdy. Są one mniej więcej wielkości Jowisza i można je znaleźć w tzw. asocjacji Skorpiona-Centaura. Był to ważny moment, bo niemal podwoił całkowitą znaną liczbę samotnych planet. Więcej na ten temat można przeczytać w Nature Astronomy.

Warto dodać, że do wykrycia nowych samotnych planet posłużyły dane archiwalne pochodzące z teleskopów z całego świata. Naukowcy przebrnęli przez 80 000 zdjęć wykonanych przez ostatnie 20 lat. Zespół naukowców z Uniwersytetu w Bordeaux, pod kierownictwem Núrii Miret-Roig i Hervé Bouya, dokonali spisu wszystkich gwiazd, brązowych karłów i samotnych planet o masie większej niż cztery masy Jowisza w regionie asocjacji Skorpiona-Centaura. Region ten jest oddalony od nas o 420 lat świetlnych – zawiera on m.in. ulubioną przez astronomów-amatorów mgławice: Ro Ophiuchi, Fajkę czy Barnard 68.

Skąd się biorą samotne planety?

Na pierwsze ślady samotnych planet natrafiono w 2000 r., jednak naukowcy dość długo kwestionowali możliwość istnienia tego typu obiektów. Dopiero w 2011 r. zespół japońsko-nowozelandzkich uczonych z grupy MOA odkrył dziesięć samotnych planet. Zostały one znalezione dzięki zjawisku mikrosoczewkowania grawitacyjnego, w którym to tłem jest centrum Drogi Mlecznej.

W nowym badaniu naukowcy szukali młodych samotnych planet, które mają zaledwie kilka milionów lat. Co ciekawe, zwykła planeta w tak młodym wieku nie byłaby widoczna w pobliżu gwiazdy macierzystej – bez źródła, które mogłoby ją oświetlić. Trzeba jednak pamiętać, że młode planety są wystarczająco ciepłe, by namierzyć ich ślad termiczny. Francuscy uczeni bezpośrednio szukali samotnych planet przy wykorzystaniu dużych teleskopów.

Nasuwa się zatem ważne pytanie: skąd się biorą samotne planety? Czy zostały one wyrzucone z jakiegoś układu gwiezdnego (podobnego do naszego)? Czy może powstały w centrum „niczego”, w wyniku zapadnięcia się obłoku gazu, zbyt małego, aby utworzyć gwiazdę? Jeżeli druga opcja byłaby prawdziwa, oznaczałoby to, że owe obiekty być może nie są planetami per se – skoro nie orbitują wokół gwiazdy lub nie uformowały się wokół nich, to nie spełniają obowiązującej definicji planety.

Núria Miret-Roig przekonuje, że jeżeli prawdziwy były pierwszy z wymienionych wariantów, czyli wyrzucenie z układu gwiezdnego, to prawdopodobnie istnieje dużo samotnych planet wielkości Ziemi. Dlaczego? Powodem jest masa owych obiektów. Wyrzucenie z układu gwiezdnego planety wielkości Jowisza byłoby niezwykle trudne – z powodu praw obowiązujących we Wszechświecie. Z planetami mniejszymi (jak Ziemia) byłoby znacznie łatwiej. Wciąż nie ma jednak jasnego stanowiska na ten temat.

Czy na samotnych planetach istnieje życie?

Skoro istnieją planety zupełnie różne od tych, które obserwujemy w Układzie Słonecznym, nasuwa się oczywiste pytanie: czy może istnieć na nich życie? Trudno to rozważać, skoro tak naprawdę nie jesteśmy nawet w stanie określić warunków panujących na tego typu obiektach. Intuicyjna wydaje się być odpowiedź przecząca, bo przecież bez promieniowania gwiazdy, nie ma energii niezbędnej dla życia w postaci, jaką znamy.

Z drugiej strony jednak, samotne planety wielkości Jowisza, teoretycznie mogłyby zachować swoje księżyce. Na tych obcych światach dzięki zjawisku znanemu jako ogrzewanie pływowe, mogą panować warunki sprzyjające podtrzymaniu życia. Trzeba pamiętać, że ogrzewanie pływowe zachodzi poprzez procesy tarcia pływowego: energia orbitalna i rotacyjna jest rozpraszana jako ciepło albo w powierzchniowym oceanie, albo we wnętrzu planety lub satelity.

Nie wiemy, czy na egzoplanetach istnieje życie – jeszcze mniej wiemy o samotnych planetach

Prawdopodobnie jeszcze długo kwestia potencjalnego życia na samotnych planetach (lub ich księżycach) nie zostanie rozwikłana, bo tak naprawdę nie wiemy, jakie są „najlepsze” możliwe warunki dla powstania i podtrzymania życia. Znamy tylko jedno miejsce we Wszechświecie, w którym życie się wykształciło, a nasze własne podwórko nie jest żadnym wyznacznikiem w tej materii.

Naukowcy mają nadzieję, że w nadchodzących latach uda się rozwiać kilka wątpliwości dotyczących natury samotnych planet. Przydatne będzie na pewno Obserwatorium Vera C. Rubin, które jest budowane obecnie w Chile.