Aż trudno uwierzyć, że jeszcze trzydzieści lat temu astronomowie mogli jedynie zgadywać, czy wokół innych gwiazd krążą planety, czy nie. Wszystko wskazywało na to, że planet we wszechświecie jest pod dostatkiem, ale wciąż czekaliśmy na pierwszą odkrytą planetę pozasłoneczną. Trzy dekady później jednak odkrywamy planety hurtowo.
Prowadzona przez NASA strona internetowa katalogująca wszystkie odkryte planety wybiła w ostatnich dniach liczbę 5300 potwierdzonych egzoplanet. Można zatem rzucić okiem co i jak dotychczas odkryliśmy, aby zorientować się chociaż w tym, co już mamy potwierdzone. Do samej liczby 5300 nie ma sensu się przywiązywać, bo może ona wzrosnąć w ciągu kilku najbliższych dni, a poza tym europejski katalog egzoplanet exoplanet.eu już dzisiaj wskazuje liczbę 5336 egzoplanet.
Przed nami zatem trochę danych statystycznych
Wśród 5300 egzoplanet udało się odkryć 1836 planet podobnych do Neptuna, 1659 gazowych olbrzymów rozmiarami zbliżonych do Jowisza, aż 1605 superziem oraz 195 planet skalistych typu ziemskiego.
Warto tutaj zwrócić uwagę na kilka istotnych aspektów. Taki podział nie odzwierciedla częstotliwości występowania poszczególnych planet we wszechświecie. Dużo łatwiej odkrywa się gazowe olbrzymy, niż planety skaliste. Te pierwsze odbijają sporo światła, są większe, a więc znacznie łatwiej jest je wyłuskać z blasku ich gwiazd macierzystych. Co więcej, gazowe planety czy planety podobne do Neptuna są po prostu masywniejsze, a więc bardziej wpływają grawitacyjnie na swoje gwiazdy, przez co znacznie łatwiej dostrzec ich obecność w trakcie badań prędkości radialnych ich gwiazd macierzystych.
Ciekawe jest natomiast to, jak sporo dotychczas odkryliśmy tzw. superziem, czyli planet skalistych, kilkukrotnie masywniejszych od Ziemi, a mniejszych od Neptuna. To szczególny typ planety, który nie występuje w naszym układzie planetarnym. Jakby nie patrzeć, w Układzie Słonecznym największą planetą skalistą jest Ziemia, a po niej jest spora luka i następną pod względem masy jest już lodowy Neptun.
Planety skaliste są zdecydowanie najtrudniejsze do odkrycia, co też odzwierciedla się w liczbie odkrytych planet tego typu. Na każde dziesięć znanych superziem, mamy niespełna jedną planetę skalistą. Trudno. Wraz z rozwojem kolejnych obserwatoriów przeznaczonych do poszukiwania planet pozasłonecznych także ta liczba będzie rosła coraz szybciej.
Tranzyty – najlepszy sposób poszukiwania planet
Na przestrzeni lat naukowcy wykorzystywali kilka różnych metod poszukiwania planet pozasłonecznych. Trzy na cztery dotychczas odkryte egzoplanety zostały odkryte za pomocą metody tranzytów, czyli podczas przejścia planety na tle tarczy jej gwiazdy macierzystej. Planeta, przechodząc między gwiazdą a nami, przesłania niewielki fragment jej tarczy. Precyzyjne pomiary jasności gwiazd pozwalają dostrzec spowodowany tym przesłonięciem spadek jasności i wywnioskować z niego względny rozmiar planety i część danych dotyczących orbity takiej planety. Pomiary spektroskopowe takich tranzytów pozwalają nawet zbadać skład chemiczny atmosfer takich planet, o ile oczywiście owe planety atmosfery posiadają.
Większość z pozostałych planet została odkryta za pomocą metody prędkości radialnych. W tym przypadku naukowcy mierzą prędkość gwiazd w kierunku od/do Ziemi. Jeżeli owa prędkość regularnie spada i rośnie, może to oznaczać, że wokół niej krąży planeta, która oddziałuje na nią grawitacyjnie. Kiedy planeta znajduje się za gwiazdą, prędkość gwiazdy w kierunku od Ziemi rośnie, kiedy przed planetą – spada.
Oprócz tych dwóch metod czasami udaje się odkrywać planety za pomocą mikrosoczewkowania grawitacyjnego lub bezpośredniego obrazowania. Odkrycie planety za pomocą tych metod wciąż jest nadal rzadkością.
Warto tutaj zwrócić uwagę, że wszystko zależy od wykorzystywanych instrumentów badawczych.
Jeszcze w 2005 roku większość znanych planet pozasłonecznych odkrywana była za pomocą metody prędkości radialnych. 155 na 172 znane egzoplanety zostały odkryte właśnie za pomocą tej metody. Nikt się jednak nie spodziewał jak bardzo zmieni się sytuacja po wysłaniu w przestrzeń kosmiczną teleskopu Kepler. Teleskop umieszczony w przestrzeni kosmicznej na początku 2009 roku całkowicie zmienił i zrewolucjonizował sektor poszukiwania planet pozasłonecznych.
Teleskop wyposażony w zwierciadło o średnicy 95 centymetrów i wyposażony w 95-megapikselową matrycę CCD na przestrzeni całej swojej misji podstawowej i rozszerzonej (K2) odkrył metodą tranzytów ponad 2600 planet. Po dziś dzień naukowcy znajdują kolejne planety w danych archiwalnych z tego teleskopu.
Warto tutaj zwrócić uwagę, że wszystkie powyższe dane obejmują tylko planety już potwierdzone. Astronomowie mają aktualnie na stanie 9325 kandydatek na planety. Obiekty te już zostały co najmniej raz zaobserwowane, jednak wciąż nie zostały potwierdzone. Istnieje zatem możliwość, że część z nich to w rzeczywistości nie są planety. Po kolejnych obserwacjach i potwierdzeniu większość z tych kandydatek z pewnością dołączy do katalogu znanych egzoplanet.
Aktualnie naukowcy mają do swojej dyspozycji przede wszystkim teleskop TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), który niejako przejął pałeczkę po Keplerze oraz oczywiście Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Oba teleskopy z pewnością będą bezustannie dodawały nowe planety do powyższego katalogu.
W ciągu 30 lat udało nam się odkryć 5000 planet pozasłonecznych. Ciekawe ile czasu zajmie nam podwojenie tej liczby. Jestem pewien, że nie będziemy musieli na to czekać kolejnych 30 lat. Czas pokaże, czy mam rację.