Otkrivena nova planeta, poput Zemlje – Kepler-22b

Projekat Kepler, svemirske agencije NASA, je dao vrlo zanimljivo otkriće. Prema poslednjim podacima koje je ovo istraživanje pokupilo iz svemira, otkrivena je prva planeta koja se nalazi u „nastanjivoj zoni“ (nesrećni prevod engleskog izraza – habitable zone). Pomenuta zona je, u stvari, region svemirskog prostora oko nekog sunca gde se može naći neka planeta. Ono što tu orbitu čini nastanjivom, sa naše tačke gledišta, jeste mogućnost postojanja vode na površini planete, ali u tečnom obliku. Kako je i dalje važeća teorija da je život na planeti Zemlji nastao prvo u vodi, onda se jednostavnim povezivanjem može doći do sledećeg zaključka: otkrivena planeta ima sve uslove da podrži naš život na njoj, i to bez zaštitnih odela i preteće opreme! Samo pokupite stvari, potrpate ih u svemirski brod i kada se spustite na planetu možete početi sa novim životom. Kamo sreće, planeta je udaljena od Zemlje nekih 600 svetlosnih godina… :S

Kepler-22b, Umetinčka vizija nove planete

Nosioci projekta Kepler tvrde da su u procesu svog istraživanja otkrili preko 1000 planeta-kandidata, koje se nalaze u nastanjivoj zoni oko nekog svog sunca. Od toga, 10 planeta su po veličini slične našoj planeti. Ova odabrana desetica je skoro primećena i neophodna su dodatna posmatranja i potvrde da bi se zaista moglo utvrditi da su to zaista planete.

Vratimo se na prvu planetu, koja nas neodoljivo podseća na Zemlju.

Zvanično i radno ime planete je Kepler-22b, i trenutno je najmanja planeta koja je otkrivena u sredini naseljive zone, koja se nalazi oko neke zvezde, slične našem Suncu. Prečnik nove planete je oko 2,4 veći od Zemljinog. Naučnici još nisu sigurni da li je Kepler-22b stenovita, gasna ili tečna planeta, ali je njeno otkriće još jedan mali korak unapred u otkrivanju planeta koje su poput naše Zemlje.

Kepler-22b upoređen sa poznatim planetama i prikaz "naseljive" zone

Prethodna istraživanja su nagoveštavala postojanje planeta sa konfiguracijom i pozicijom koju ima Zemlja, ali prave potvrde nije bilo, sve do sada. Potvrđeno je i otkriće dve manje planete koje se okreću oko zvezde koja je haldnija od našeg Sunca i koje se nalaze na ivici naseljive zone. Njihove orbite u mnogome podsećaju na orbite Marsa i Venere.

„Ovo je značajno otkriće u našoj potrazi za planetom bliznakinjom Zemlje“ kaže Daglas Hudgins (Douglas Hudgins), naučnik koji radi u okviru Kepler projekta u Vašingtonu (SAD). „Rezultati dobijeni zahvaljujući ovom istraživanju dokazuju značaj naučnih misija agencije NASA. Njihov krajni cilj je da odgovore na neka od najvećih pitanja koja se tiču naše pozicije u svemiru.“ Ovde se ne mislim samo na fizičku, prostornu poziciju, nego i na kompletnu situaciju koja nas trenutno definiše.

Projekat Kepler otkriva sve planete tako što ispituje nepravilnosti u sjaju zvezda koje nam dolazi. Tokom merenja ispituje više od 150000 zvezda i nepravilnost se dobije kada se planete nađu ispred zvezde u odnosu na oko posmatrača, tj nas. Jedna takva tranzicija (prolaz) nije dovoljna, da bi se moglo pretpostaviti da je u pitanju planeta koja kruži oko sunca. Tek ako instrumenti zabeleže 3 takve tranzicije, onda se može uzeti u obzir da mi, u stvari, beležimo kretanje nebeskog tela koje se kreće oko zvezde, a potom, daljim ispitivanjem utvrditi o kakvom telu je reč.

„Sreća nam se osmehnula kada smo otkrili ovu planetu.“ kaže Vilijam Borucki (William Borucki), glavni istraživač u Kepler projektu pri NASA istraživačkom centru u gradu Ames, Kalifornija. On je bio na čelu tima koji je otkrio planetu Kepler-22b. „Prva tranzicija se desila već posle trećeg dana operativne upotrebe letelice (satelita). Treći prelaz se desio tokom 2010. godine.“

Misija projekta Kepler: Odredtiti učestalost planeta poput Zemlje i večih u svemiru, unitar i u blizini "nasejive" zone oko zvezda poput Sunca.

Naučni tim „Kepler“ koristi teleskope stacionirane na zemlji i svemirski teleskop Spitzer da ponovo pregledaju opažanja koja šalje letelica. Zvezdano jato koje je izučavao Kepler se može izučavati sa zemljskih opservatorija u periodu od proleća pa sve do rane jeseni. Posmatrane zvezde se nalaze u sazvežđima Cyguns i Lyra (Labud i Lira). Podaci iz tih opservatorija mogu potvrditi koji od kandidata se mogu smatrati planetama.

Kepler-22b je udaljen 600 svetlosnih godina. Planeta jeste veća od Zemlje, ali njena orbita oko zvezde, koja liči na naše sunce, u trajanju od 290 dana u mnogome podseća na naš svet. Sunce oko kojeg se okreće Kepler-22B pripada istoj klasi zvezda kao i naše Sunce (G-tip), ali je za nijansu manje i hladnije.

Od 54 kandidata koji su otkriveni u naseljevoj zoni oko zvezda, koji su zabeleženi februara 2011. godine, Kepler-22b predstavlja prvu koja je potvrđena. Ovo značajno otkriće će biti objavljeno u časopisu The Astrophysical Journal.

Istraživački tim „Kepler“ će biti domaćin naučne konferencije u Amesu, od 5. do 9. decembra, gde će objaviti svih 1094 planeta kandidata koji su do sada otkriveni. Kako je poslednji katalog ovih planeta objavljen februara meseca ove godine, broj kandidata se povećao za 89% i sada je njihov ukupan broj 2326. Od njih, 207 su otprilike veličine Zemlje, 608 su veće od naše planete (Super Zemlje), 1181 su veličine Neptuna, 203 su veličine Jupitera, 55 su veće i od Jupitera.

Pogledano retroaktivno, istraživanja koja su sprovedena od maja 2009. godine pa do septembra 2010. godine ukazuju na dramatično povećanje broja manjih planeta.

Kepler je posmatra mnogo velikih planeta sa relativno malim orbitama tokom početaka svoje misije, i to se može primetiti u februarskom izveštaju. Sa prolaskom vremena i sa većom mogućnošću da se potvrdi i treća tranzicija za duže i veće orbite, dobijamo podatke koje sugerišu da u svemiru ima dosta veliki broj planeta čija veličina upada u interval od jedne do četiri veličine Zemlje.

Broj planeta koje su poput Zemlje, se od februara meseca povećao za više od 200 i to predstavlja povećanje od 140 posto.

Od februarskog izveštaja otkriveno je još 48 planeta kandidata, što predstavlja smanjenje u odnosu na prvobitnih 54. Bez obzira na tu činjenicu, istraživački tim je primenio strožije parametre koji definišu tu naseljivu zonu. Praktično gledano, naseljiva zona je pomerena u područje dalje od sunca oko koga se planeta okreće, efektivno je pomerajući ka zonama gde su orbite duže i veće.

„Izuzetno povećanje broja planeta koje su veličine Zemlje govori nam da smo sve više okrenuti ka pravom cilju misije Kepler: ne samo da se otkriju planete poput Zemlje, nego da su, i isto vreme, i potencijalno naseljive.“ veli Batali Batla (Natalie Batalha), zamenik vođe tima koji svoj deo posla sprovodi na univerzitetu San Hoze (San Jose), San Francisko, Kalifornija. „Što više podataka dobijamo, sve smo više u mogućnosti da otkrijemo manje planete sa dužim orbitama.“

Za one, kojima ni ovaj video nije bio dovoljan, preporučujemo da skoknu do sajta agencije NASA i da tamo potraže dodatne informacije,

Mikro fosili na Zemlji ukazuju na mogućnost postojanja mikro života na Marsu

Pre 3,4 milijarde godina situacija na planeti Zemlji je bila znatno drugačija. Mora i okeani su bili mnogo topliji, kopno je bilo relativno malo prisutno – grupacije ostrva, tu i tamo. Nije bilo ni kiseonika (O2),  a nebo je bilo tamnije nego danas. Bez obzira na pomalo apokaliptički izgled, na planeti se, već, tada desio život. To je bila nedokazana tvrdnja naučnika, sve do sada. Konačno, deluje da imaju i prvi pravi dokaz koji potvrđuje njihovu hipotezu.

Ova grupacija ćelija je jedan primer sfernih i eliptičnih mikro organizama koji su nađeni u kamenju starom 3,4 milijarde godina u zapadnoj Australiji. Izvor: David Wacey

U tom vremenskom trenutku (pre 3,4 milijarde godina), nisu postojale, ni alge, ni proces fotosinteze, koji je direktno odgovoran za proizvodnju kiseonika. Prema istraživačima, mikrobi (koji se računaju kao živi organizmi) su koristili sumpor (S) kao izvor energije i rasta. Mikro fosili tih najranijih mikroba su pomerili našu spoznaju o početku života za nekih 300 milina godina.

„Mogućnost da ‘udisanja’ sumpornih jedinjenja se smatra jednom od najranijih faza koje predstavljaju prelaz sa ne-biološkog na biološki svet.“ kaže David Vacej (David Wacey), post doktorski istraživač na univerzitetu zapadne Australije (University of Western Australia – UWA), koji je vodio istraživanje o najranijim oblicima života.

Bakterije koje žive od sumpora postoje i danas, na mestima kao što su hidro termalni izvori. Kamenje sa početka Arkianskog (nekada Arkiazoik) perioda nose u sebi tragove antičkih metabolizama koji su se bazirali na korišćenju sumpora. Ovi tragovi su stari 3,5 milijardi godina. Međutim, naći ove mikro fosile je dosta teško i još teže potvrditi njihovu verodostojnost. Sada, istraživači sa UWA i oksfordskog univerziteta veruju da su njihova najnovija otkrića prošla test.

Fosili se sastoje od ugljeničkih ćelija i zaštitnog pokrivača koji ih obavija. Ovi fosili su pronađeni na geografskoj lokaciji koja se zove Strelley Pool Formation, i nalazi se na severozapadu australijskog kontinenta blizu grada Marble Bar. To su sedimentne stene koje predstavljaju najstariju obalu na planeti. Fosili su bili dobro očuvani između sloja kvarca i peska stare plaže.

Strelley Pool Formation. Izvor: David Wacey

Pronađeni fosili liče na prethodno, detaljno proučene, mikro fosile čija je starost procenjena na 2 milijarde godina. Nađeni su grupisani uz pesak, u odgovarajućem staništu. Sem toga, pronađeni su, čak, tragovi pirita, koji bi mogao biti proizvod njihovog sumporastog metabolizma.

Istraživači su koristili Ramanovu spektroskopiju, spektroskopiju sa transmisijom elektrona i geo termalnu analizu da bi pokazali da fosili, zaista, sadrže materijale od ugljenika i da to nije posledica kasnije kontaminacije (da nije nastalo nekim drugim procesima u kasnijem periodu). U časopisu Nature Geoscinece, oni su priznali da je očigledno teško dokazati biološku prirodu fosila iz Arkianskog  perioda – ali u ovom slučaju, imaju nekoliko različitih dokaza, uključujući morfologiju i mineralogiju fosila.

Uzgredno, tim sa oksfordskog univerziteta je proučavao druge prastare fosile sa nalazišta koje je udaljeno nekih 36 kilometara od onog koji su iskopavali istraživači iz Australije. Međutim, te fosile nađene u kamencu kompleksa Apeks (Apex) u Australiji, naučnici nisu smatrali dovoljno dobrim. Nisu imali odgovarajuću mineralogiju i oblik da bi bili biološkog porekla.

Sada, razmišljajući, o najnovijim dokazima koje nude novi fosili, postavlja se pitanje kakav uticaj bi u mogli imati na razvoj astro biologije. Ako život postoji – ili je postojao – negde u Sunčevom sistemu (sem na Zemlji, naravno), mogao bi izgledati, baš kao što ovi fosili sugerišu. Na osnovu potonjih testova i istraživanja može se doći do novih saznanja, a možda, i do potvrde da se život dešava i negde drugde.

Mikro fosil bakterije čiji se metabolizam bazira na sumporu: ćelija u sredini slike ima polomljeni ćelijski zid. Izvor: David Wacey

„Da li bi ovakvi organizmi mogli postojati na Marsu? Sasvim moguće“, kaže Martin Brazier (Martin Braiser), profesor palobiologije na Oksfordskom univerzitetu. „Međutim, potreban je baš ovakav pristup istraživanju: mapiranje svih mikro fosila do najsitnijih detalja i ubedljive trodimenzionalne slike. Samo tako možemo imati pravi dokaz o postojanju života na Marsu.“

Mesec – zemljin satelit koji ne trpi konkurenciju

Činjenica, da je zemljin Mesec uvek okrenut jednom stanom ka nama je uvek bila intrigantna, i razlog mnogim mitovima. Najnovija razmatranja uzimaju relativno smelu pretpostavku da je Mesec ima vrlo burnu genezu u kojoj je važilo pravilo jačeg.

Zemlja je, nekada, imala dva meseca, satelita, koji su se spojili u usporenom sudaru, koji je trajao nekoliko sati. Ovo je predlog istraživača u internet časopisu Nature today.

Umetnički prikaz sudara dva meseca

Sve podseća na epsku uvertiru za glavni događaj. Oba satelita su bila formirana prilikom sudara proto planete (protoplanet), veličine Marsa sa Zemljom. Tačnije, od ostataka sudara formirana su dva tela. Na ovom mestu, u vremenskoj liniji događaja, standardna teorija tvrdi  da je novopečeni satelit vrlo brzo počistio sve „rivale“ ili gravitaciono oterao sa orbite oko Zemlje. Nova teorija tvrdi da se to nije, baš, tako desilo i da je današnji Mesec neko vreme trpeo konkurenciju još jednog tela, koje se parkiralo u gravitaciono stabilnim tačkama unutar sistema Zemlja-Mesec. U sistemu dva gravitaciona tela postoji tačno 5 tačaka (ili oblasti) koje bi omogućile nekom trećem telu da se nađe u relativno stacionarnoj poziciji u odnosu na ceo sistem. Ove tačke se zovu Lagranžove tačke, po naučniku Džozef Luis Lagranžu (Joseph Louis Lagrange). U celom konceptu se podrazumeva da je to, treće, stacionarno telo sa znatno manjom masom nego prethodna dva. Tipičan primer tog ustrojstva bi bio veštački satelit koji je postavljen unutar sistema Zemlja-Mesec, na stacionarnoj orbiti.

Zelenim tačkama su prikazane Lagranžove tačke ili oblasti unutar oblasti gde 2 tela orbitiraju, jedno oko drugog (Žuto telo je sunce, a plavo planeta)

Od tih 5 tačaka, dve su posebno stabilne: obe se nalaze na po 60° od ose koja prolazi kroz Mesec i Zemlju, ali na suprotnim stranama (videti sliku).

Danas, tragovi tog „drugog“ meseca se mogu dokučiti u pomalo misterioznoj dihotomiji, neslaganju vidljive i tamne strane Meseca, tvrdi Erik Asfaug (Erik Asphaug), naučnik pri univerzitetu u Kaliforniji, Santa Cruz, koji je koautor studije zajedno sa Martinom Džutci (Martin Jutzi), pri univerzitetu u Bernu.

Na vidljivoj strani meseca dominiraju blage i relativno niske visoravni. Sa druge strane se nalaze, uglavnom, visoravni. Kontrast između dve polu sfere Meseca nije samo na površinskom nivou. Kora tamne strane je 50 kilometara deblja nego kod, nama, bliže strane. „Svetla“ strana Meseca je bogatija elementima kao što je kalijum (K), fosforom (P) i elementima koji su vrlo retki na Zemlji. Tu se prvenstveno misli na zbirku od 17 elemenata koji su uglavnom lantanoidi. Ovi elementi se svi zajedno zovu KREEP grupacijom elemenata. Modeli formiranja kore Meseca ukazuju da bi KREEP elementi bili ravnomerno skoncentrisani u ostacima podkorne magme, prilikom procesa kristalizacije, koja je posledica hlađenja Meseca.

Neravnomerna raspodela KREEP elemenata sugeriše, tvrdi Asfaug, da je nešto „zgnječilo“ ove elemente na jednoj strani Meseca, i da se posle toga stvorila kora na tom mestu. Po njemu, to se baš desilo na mestu sudara dva satelita.

„Po definiciji, veliki sudar se dešava na jednoj strani“ kaže on, „i ako globalno ne razori planetu, onda stvara asimetriju.“

Naučnici Asfaug i Džutci su napravili kompjuterski model, koji pokazuje da trenutno stanje Meseca može biti objašnjeno sudarom sa još jednim zemljinim satelitom koji je, otprilike, imao jednu trinaestinu  (1/13) mase Meseca i bio širok oko 1000 kilometara u prečniku.

Takav, drugi mesec bi mogao da opstane u Lagranžovoj tački dok se njegova i mesečeva kora ne stvrdnu, a za to vreme KREEP elementi u dubljem delu Meseca ostanu, i dalje, tečni.

U međuvremenu, planeta Zemlja bi svojim delovanjem prouzrokovala da se oba meseca pomere ka spoljnoj putanji. Kada bi jednom došli na jednu trećinu rastojanja na kome se sada nalazi Mesec (proces bi trajao milionima godina), sunčeva gravitacija bi počela da utiče na zemljinu orbitalnu dinamiku.

„Lagrnžove oblasti ili tačke bi postale nestabilne i sve što je bilo postavljeno tamo postalo bi slobodno“, Asfaug kaže. Uskoro, dva meseca bi se sudarila, ali pošto su bili u istoj orbiti njihov sudar bi se desio pri relativno maloj brzini.

„Ovakav sudar ne bi bio tipičan, gde projektil koji udara u površinu stvara krater koji je mnogo veći od samog projektila“ Asfaug ističe. „Ovde, nastaje krater koji ima samo jednu petina zapremine projektila, a sam projektil se prilikom sudara „razmaže“ po površini udara.“

Kao palačinka

U periodu od nekoliko sati posle sudara, gravitacija bi zgnječila ostatke projektila (drugog meseca) u relativno tanki sloj po površini. „Ceo sudar bio rezultirao sa jednom velikom palačinku na kori Meseca.“ Asfaug tvrdi. Ovakav sudar bi gurnuo, još uvek tečne KREEP elemente ka suprotnoj strani Meseca.

Upravo opisana teorija nije jedni pokušaj da se objasni mesečeva dihotomija. Neki drugi naučnici objašnjavaju ovaj fenomen gravitacionim i silama koje potiču od Zemlje ili sile koje nastaju pomeranjem stena u procesu hlađenja u omotaču meseca.

Afaugov kolega Fransis Nimo (Francis Nimmo), koji zagovara teoriju o gravitacionim i plimskim silama Zemlje, naziva hipotezu sudaru dva meseca „elegantnom“. Piter Šulc (Peter Schultz) sa Brown univerziteta Providance teoriju o sudaru naziva „interesantnom“ i „provokativnom“, kao kontrast njegovoj teoriji sudara pod velikom uglom u mesečev južni pol, koji bi pomerio koru u pravcu severa, formirajući visoravni na tamnoj strani.

„Sve ove teorije su lepe i zabavne, ali nam i dalje govore da osnovna pitanja o Mesecu, još uvek, nemaju odgovore.“ Kaže Šulc.

Najnovija misija koju sprema NASA, pod imenom GRAIL, je projektovana da se ispita unutrašnjost Meseca koristeći precizna merenja njegove gravitacije, bi mogla pomoći da se shvati šta se desilo pre mnogo milijardi godina. „Ali na kraju,“ Šulc ističe, „novi uzorci mesečevog tla će biti neophodni.“

<object width=”420″ height=”315″><param name=”movie” value=”http://www.youtube.com/v/2PO3nePQ1m8?version=3&amp;hl=en_US”></param><param name=”allowFullScreen” value=”true”></param><param name=”allowscriptaccess” value=”always”></param><embed src=”http://www.youtube.com/v/2PO3nePQ1m8?version=3&amp;hl=en_US” type=”application/x-shockwave-flash” width=”420″ height=”315″ allowscriptaccess=”always” allowfullscreen=”true”></embed></object>

Život na planeti bez sunca je moguć, tvrde astrofizičari

Uzimo, na primer, da vam sunce nije potrebno da se razvije život na planeti i da je voda jedini preduslov za nastanak života. Tako gledano, “odmetnuta” planeta može slobodno da putuje kroz galaksiju, i da život na njoj nikada ne vidi ni zračak sunca. Bukvalno.

Da li zbog velike želje da se nađe vanzemaljski život ili da se nađe novo utočište za ljudsku vrstu, tek astrofizičari su svakim danom sve slobodniji u svojim teorijama. Kada kažemo slobodni, ne mislimo na fantaziranje, već na preispitivanje postojećih pravila i ustrojstva koje vlada kosmosom.

Većina planeta u kosmosu odlikuje nekoliko zajedničkih osobina. Najvažnija od svih, za ovu teoriju, je činjenica da je unutrašnjost svake planate vrlo topla. Dovoljno velika planeta (veličine Zemlje i veće), koja negde na sebi ima veću količinu vode (u obliku leda) potencijalno može biti nosilac novog života, ako se toj vodi, dovede toplota iz središta planete. Dokle god je jezgro planete toplo, planeti koja luta svemirom nije potrebno sunce. Tačnije životu na njoj.

Istraživači Dorian Abbot i Eric Switzer sa univerziteta u Čikagu (SAD) objašnjavaju ovu teorijsku primesu kao Steppenwolf planete (Steppenwolf – stepski vuk na nemačkom). Život na ovim planetama mi bio osuđen na večito lutanje kroz kosmos.

Izgleda da lutajuće planete nisu tako retka pojava, inače ovakva teorija ne bi došla u obzir. Konkretno, plenata 3,5 puta veća od Zemlje, strukture i starosti kao naša planeta, mogla bi, teoretski, da ima na sebi tečene okeane ispod pokrova leda. Ako bi imala 10 puta više vode nego Zemlja ili vrlo gustu atmosferu, bilo bi joj dovoljna veličina jednaka trećini planete Zemlje, što je malo veće od Marsa ili nešto manje od Venere, prema podacima koji su izadati u arXiV blogu.

Sve te lutajuće planete bi imale potrebe za aktivnim pokrovom koji bi održavao ispuštenu geotermalnu toplotu. Osnovna uloga te toplote je održavanje makar dela vode u tečnom stanju. Ako se ovo ispuni, onda potreba za suncem kao izvorom toplote više ne postoji.

Ovde negde, teorija o lutajućim planatama, na kojima se razvija život, završava. Ostaje, i dalje, da se opišu i istraže mnoge nepoznate, kao što je sam proces sprovođenja i konvertovanja toplote. Potencijal ovih planeta leži i u činjenici da bi one, ako su moguće kao koncept, poslužile kao medijum za širenja života kroz svemir.

Koncept svemirskih brodova je na ovaj način vrlo prevaziđen. Dovoljno je pokrenuti planetu sa njene putanje i.. ko zna gde možeš završiti za milion godina? Ekonomski gledano, vrlo isplativo. Svi resursi koji bi bili potrošeni za svemirske letilice bi ostali na planeti za neke druge potrebe.

Za kraj, Abbot i Switzer ističu da je moguće videti ovakve planete sa današnjim teleskopima. Samo treba da ih potražimo u našem svemirskom komšiluku…

Za one koji žele da znaju više: Toplo preporučujemo da se pročita knjiga Odiseja u svemiru 2010, koju je napisao Sir Artur Klark (Arthur Clarck). Ideja o tuđinskom svetu koji je vrvi od života ispod debelog pokrova leda je dosta dobro opisana.