Olbrzymie globy są jak więzienia

Potężna grawitacja może uniemożliwiać kosmitom opuszczanie ich planet.

Aktualizacja: 09.05.2018 18:31 Publikacja: 09.05.2018 17:18

Start z ogromnej planety byłby dużo trudniejszy niż z Ziemi.

Start z ogromnej planety byłby dużo trudniejszy niż z Ziemi.

Foto: NASA

Niewykluczone, że gdy ludzie wybiorą się w podróż międzygwiezdną, nadarzy im się okazja pomóc istotom pozaziemskim uwięzionym na ogromnych, masywnych planetach. Ci nieszczęśnicy nie będą bowiem w stanie o własnych siłach wystartować z tych globów. Z taką teorią wystąpił niemiecki astronom Michael Hippke, samodzielny badacz pracujący w obserwatorium w Sonnebergu.

Siła superziemi

W odległości 21 lat świetlnych od nas znajduje się czerwony karzeł oznaczony w atlasach nieba jako Gliese 625. Przez wiele lat skrywał tajemnicę, którą naukowcy poznali dopiero w 2017 r. W strefie sprzyjającej życiu otaczającej tę gwiazdę orbituje skalista planeta 2,8 razy masywniejsza od naszego globu, zaliczana do kategorii superziemi.

Nazwa „superziemia" nie oznacza, że na powierzchni planety panują warunki zbliżone do ziemskich, definicja dotyczy tylko typu planety (skalista) i masy. Jej promień może być do trzech razy większy niż promień Ziemi. Największe z superziemi są prawdopodobnie planetami oceanicznymi o niskiej gęstości. Tego rodzaju globy, dość rozpowszechnione we wszechświecie, osiągają masę nawet dziesięciokrotnie większą od Ziemi. Tak właśnie jest w przypadku Kepler-20 b, największej rozpoznanej dotychczas superziemi, krążącej wokół gwiazdy Kepler-20, w odległości 945 lat świetlnych od nas.

Mogłoby się wydawać, że dla hipotetycznych mieszkańców, tego rodzaju planeta powinna być czymś w rodzaju raju: dużo gęstsza atmosfera, utrzymywana przez dużo większą grawitację, lepiej blokuje szkodliwe promieniowanie kosmiczne. Gigantyczne oceany, niezbyt głębokie, usiane są wynurzonymi z nich lądami o płaskiej, zerodowanej powierzchni, tworząc swego rodzaju planetę archipelag.

Jednak kosmici nie muszą być zachwyceni tym, że zamieszkują taką planetę, ponieważ w praktyce są jej więźniami, właśnie ze względu na grawitację. Dlaczego – wyjaśnia Michael Hippke w artykule zamieszczonym na łamach „Journal of Astrobiology".

Badacz zwraca uwagę, że istnieją limity w technologiach kosmicznych, z którymi ludzkość zetknie się dopiero wtedy, gdy dotrze do bardzo masywnych planet poza Układem Słonecznym. Jego zdaniem większe ciążenie mocno skomplikuje podróż kosmiczną. Aby wystartować z globu o masie dziesięciokrotnie większej od masy Ziemi, konwencjonalna rakieta na paliwo chemiczne musiałaby ważyć 400 000 ton. A właśnie taka byłaby potrzebna do startu z planety Kepler-20 b. Dla porównania – rakieta Saturn V, obsługująca program lotów księżycowych Apollo, najpotężniejsza, jaką kiedykolwiek zbudowano, ważyła 3050 ton.

Ogromna prędkość

– Ziemianie zamieszkują planetę o rozsądnych rozmiarach, odpowiednich do podejmowania z niej wypraw kosmicznych. Natomiast inne cywilizacje, o ile istnieją, niekoniecznie muszą mieć tak korzystne warunki. Aby wystartować z superziemi, kosmici będą musieli podwoić wysiłki. Rakieta startująca z naszej planety, aby pokonać jej siłę grawitacji, musi osiągnąć prędkość 11,2 km/sek. W przypadku planety dziesięciokrotnie masywniejszej szybkość ta powinna wynosić 27,1 km/sek. Stąd konieczność budowania potężniejszych rakiet, a to z kolei wymaga większej ilości paliwa. Masa koniecznego paliwa rośnie spektakularnie w zależności od siły grawitacji. W ten sposób osiągane są astronomiczne rozmiary rakiet – podkreśla Michael Hippke.

Na przykład przy ładunku 6,2 tony (tyle waży James Webb Space Telescope) rakieta startująca z Kepler-20 b powinna zostać zatankowana 55 000 ton paliwa. Przy ładunku cięższym – 45 ton (tyle sprzętu wymagały wyprawy księżycowe Apollo) – byłoby potrzeba 400 000 ton paliwa. – Natomiast w przypadku planet jeszcze masywniejszych niż dziesięciokrotność masy Ziemi rakieta zużyłaby na start paliwo ważące tyle, ile cała masa tej planety.

Skazani na siebie

Trudno to sobie w ogóle wyobrazić, to byłaby zagłada tego globu, ale tak wskazują symulacje – wyjaśnia Hippke.

W konsekwencji – jego zdaniem – cywilizacje rozwijające się na superziemiach są dużo mniej podatne na eksplorowanie kosmosu. Są raczej skazane na przebywanie na własnej planecie, poznawanie wszechświata i komunikowanie się z innymi cywilizacjami za pomocą radioteleskopów i laserów. Jest im łatwiej wysyłać w przestrzeń sygnały laserowe czy radiowe niż sondy lub statki kosmiczne.

Badacz przyznaje jednak, że jego obliczenia i symulacje odnoszą się do rakiet na paliwo chemiczne. Być może technologie innych cywilizacji umożliwią start rakiet o innym napędzie, na przykład nuklearnym.

Kosmos
Tajemnice prehistorycznego Marsa. Nowe odkrycie dotyczące wody na Czerwonej Planecie
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Kosmos
NASA odkryła siedem kolejnych „ciemnych komet”. To im zawdzięczamy życie na Ziemi?
Kosmos
Zagadka powstania ogromnych galaktyk prawie rozwiązana. Co odkryli naukowcy?
Kosmos
Nie tylko pełnia Księżyca w grudniu. Jakie jeszcze zjawiska zobaczymy na niebie?
Materiał Promocyjny
Bank Pekao wchodzi w świat gamingu ze swoją planszą w Fortnite
Kosmos
Naukowcy mylili się co do Wenus? Najnowsze odkrycie dotyczące „złego bliźniaka Ziemi”