Jeśli tam jest woda, to może być i życie

Co może być ciekawego w podglądaniu kawałków rozkruszonej skały krążących wokół zdegenerowanej gwiazdy, która zapadła się pod własnym ciężarem 200 mln lat temu? I co to ma do poszukiwania planet podobnych do Ziemi i życia?

Według astrofizyków z uniwersytetów Cambridge i Warwick obserwujących te obiekty przez teleskopy Hubble'a i Keck na Hawajach odkrycie tam ogromnych ilości wody wskazuje, że Układ Słoneczny wcale nie jest wyjątkowy. Że globów zbliżonych budową do Ziemi jest we Wszechświecie całkiem sporo. A teraz mamy środki techniczne, aby je znaleźć. Biały karzeł oznaczony symbolem GD 61 był kiedyś gwiazdą nieco większą od naszego Słońca. Prawdopodobnie krążyły wokół niego planety – przynajmniej część z nich była skalista. Gdy gwiazda się zapadła, jej grawitacja rozerwała jedną lub więcej obiegających ją planet. To, co z nich zostało, dziś krąży wokół GD 61. A dzięki temu, że szczątki są pokruszone, dają naukowcom pierwszą okazję do zajrzenia planecie do środka i określenie, z czego się składała. Te nieistotne z pozoru obserwacje przyniosły jednak sensacyjne wyniki.

Umierający karzeł

Analiza chemiczna asteroidów znajdujących się przy GD 61 (są one pozostałościami planety – przyjmują naukowcy) wskazuje, że jest tam mnóstwo wody. Planeta – gdy była jeszcze cała – miała co najmniej 90 km średnicy, choć astrofizycy sądzą, że była znacznie większa. Składała się z wody w... 26 proc. Dla porównania – woda na Ziemi stanowi 0,023 proc. masy. W porównaniu z rozerwaną na kawałki planetką Ziemią jest sucha jak pieprz. To oczywiście nie pierwszy raz, gdy astronomowie wykrywają ślady wody na planetach pozasłonecznych. Dotąd jednak rejestrowali je tylko w atmosferach gazowych gigantów – wielkich planet nienadających się do życia.

Teraz jest inaczej: pierwszy raz naukowcy stwierdzili ślady wody i – jednocześnie – ślady istnienia skalistej planety, na której ta woda znajdowała się 200 mln lat temu. Zniknęła roztarta na proch, gdy jej macierzysta gwiazda zaczęła umierać, zamieniając się w białego karła.

– W tym obcym systemie planetarnym mogły być planety nadające się do zamieszkania – podkreśla Jay Farihi z Instytutu Astronomii Uniwersytetu Cambridge, którego zespół publikuje wynik obserwacji GD 61 w prestiżowym piśmie „Science". – Odkrycie wody na dużych asteroidach oznacza, że istniały tam wszystkie potrzebne składniki do powstania planet nadających się do życia. Być może te warunki nadal tam istnieją. I to zarówno w systemie GD 61, jak i wokół setek innych gwiazd.

– Obecność wody na planecie o skalistej powierzchni to kluczowe odkrycie w poszukiwaniach globów nadających się do zamieszkania poza naszym Układem Słonecznym – dodaje prof. Boris Gänsicke z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warwick. – Udało nam się to połączenie odkryć po raz pierwszy poza naszym układem planetarnym.

System taki jak nasz

Podobieństw między Układem Słonecznym a podglądanym systemem białego karła jest jednak więcej. Rozkruszona planetka przypominała prawdopodobnie budową znaną nam planetę karłowatą Ceres. Ceres ma twarde, skaliste jądro otoczone grubą warstwą lodu. Na wierzchu przykryta jest cienką warstwą pyłu i okruchów skalnych. Szacuje się, że woda stanowi do 27 proc. masy Ceres. Jest jej tam zatem więcej niż słodkiej wody na Ziemi.

Z tego powodu astrofizycy przypuszczają, że to właśnie obiekty takie jak duże asteroidy i planety karłowate (oraz komety) były prawdziwym źródłem wody dla naszego globu.

Czy podobnie było wokół GD 61? To niewykluczone – uważają badacze. Po pierwsze – tamtejszej gwieździe towarzyszyło więcej globów. Być może istniał tam układ planetarny przypominający nasz – z mniejszymi skalistymi planetami zawierającymi wodę oraz z gazowymi gigantami. W końcu – argumentują – grawitacja jakiegoś obiektu musiała zadziałać, aby zdestabilizować orbitę „wodnego świata" i pomóc w rozkruszeniu go na części. Tym innym obiektem mogła być nieodkryta jeszcze planeta.

– Aby takie asteroidy zbliżyły się do białego karła wystarczająco blisko, by zostać rozkruszone i pożarte, coś musi je wyrwać z pasa asteroid – właściwie wypchnąć. Tym czymś jest masa innej planety – tłumaczy Farihi. – Te asteroidy mówią nam, że GD 61 miał, a może nadal ma, skaliste, podobne do Ziemi planety, a być może również gazowe giganty. To potwierdzałoby naszą tezę, że niegdyś istniał tam kompletny system planetarny bardzo przypominający nasz własny. Aby uzyskać niezwykle precyzyjne dane o składzie chemicznym szczątków znajdujących się 170 lat świetlnych od nas, naukowcy wykorzystali urządzenie Cosmic Origins Spectrograph na Kosmicznym Teleskopie Hubble'a. Pozwala ono określić, jakie substancje obserwujemy na podstawie charakterystycznego widma odpowiadającego obecności konkretnych cząsteczek (spektroskopia w ultrafiolecie). Światło gwiazdy jest „filtrowane" przez otaczające białego karła resztki.

Co kryją super-Ziemie

To właśnie ta metoda może umożliwić nam wykrycie, która z obserwowanych planet pozasłonecznych najbardziej przypomina Ziemię. Tak przynajmniej uważa Björn Benneke, astronom z Massachusetts Institute of Technology. Opracował on specjalny program komputerowy pozwalający na podstawie analizy docierającego do nas światła odległych gwiazd ocenić, jakiego typu planeta krąży wokół nich.