Nobelov tjedan je za nama, ali priče o ovogodišnjim laureatima i njihovim otkrićima još će mjesecima biti predmet medijskog interesa. Mi se u ZOOM-u osvrćemo na Nobelovu nagradu iz fizike dodijeljenu švicarskim astrofizičarima Michelu Mayoru i Didieru Quelozu sa Sveučilišta u Ženevi, koji su 1995. godine otkrili prvi egzoplanet, odnosno planet izvan Sunčeva sustava. Oni će devet milijuna švedskih kruna (oko 910.000 dolara) podijeliti s Jamesom Peeblesom, umirovljenim profesorom s Princetona koji je nagrađen za otkrića o evoluciji svemira.
Didier Queloz
- Dodjela Nobelove nagrade za otkrivanje prvog egzoplaneta u orbiti zvijezde slične našem Suncu 51 Pegasi b 1995. godine veliko je priznanje ne samo švicarskim kolegama Michelu Mayoru i Didieru Quelozu koji su dobili nagradu, nego i astrofizici uopće, a posebno istraživanjima planeta izvan Sunčeva sustava. Iako su prve egzoplanete pronašli oko pulsara tri godine prije njih poljski astronom Aleksandar Wolfzczan i kolega Dale Frail, oni, nažalost, ipak nisu dobili prestižnu nagradu, što je podijelilo brojna mišljenja u našoj zajednici - rekla nam je astrofizičarka dr. Dijana Dominis Prester, izvanredna profesorica Sveučilišta u Rijeci.
Michel Mayor
- No, rad Mayora i Queloza imao je veliki odjek ne samo u znanstvenoj zajednici, nego i u široj javnosti, primjerice njihov rad u časopisu Nature citirao se više od 3000 puta i pokrenuo lavinu kasnijih istraživanja planeta izvan Sunčeva sustava. S obzirom da je riječ o prvoj detekciji planeta u orbiti zvijezde slične Suncu, rad je bio važan za razumijevanje strukture i nastanka zvjezdanih i planetarnih sustava - dodala je dr. Dominis Prester.
Koliko je egzoplaneta otkriveno dosad?
- Više od 4000 potvrđenih planeta. S tim da ima još mnogo kandidata koje treba potvrditi, osobito metodom tranzita. Neke od objavljenih detekcija bi se još mogle pokazati upitnima, uz dodatna mjerenja koja bi odredila gornju granicu mase, odnosno pokazala da je riječ o smeđim patuljcima - rekla je dr. Dominis Prester.
Koji su egzoplaneti kandidati za Zemlju 2.0?
Iako većinu dosad otkrivenih egzoplaneta čine plinoviti divovi, poput Jupitera, posljednjih je godina otkriveno i nekoliko desetaka onih koji su slični Zemlji.
- ‘Druga Zemlja’ zasad nije pronađena, iako je od 2005. pronađeno više planeta sličnih Zemlji. Odgovor na pitanje ovisi o tome što nas zanima: slična masa, slična građa planeta, kemijski sastav atmosfere, položaj u tzv. naseljivoj odnosno habitabilnoj zoni u kojoj je moguća tekuća voda, blizina Zemlji koja omogućava detaljnija istraživanja i detekciju potencijalnih signala neke druge civilizacije... Postoji već nekoliko zanimljivih kandidata za male planete u habitabilnim zonama koji su postali predmet detaljnijeg istraživanja zbog potrage za potencijalnih životom, no ako ga tamo i ima, nije ga lako detektirati, odnosno dokazati. - rekla je dr. Dominis Prester.
Među najboljim kandidatima za razvoj života spominje se nekoliko njih. Primjerice, 2016. godine otkrivena je Proxima Centauri b, stjenovito svemirsko tijelo oko 1,3 puta veće od Zemlje, a kruži oko zvijezde Proxima Centauri koja je od Sunca udaljena “samo” 4,2 svjetlosne godine. Vrlo su zanimljivi egzoplaneti TRAPPIST-1e, TRAPPIST-1f i TRAPPIST-1 g koji su otkriveni 2017. godine. Oni kruže oko zvijezde TRAPPIST 1 koja je od nas udaljena 40 svjetlosnih godina, a u sazviježđu je Vodenjaka.
Vrlo je zanimljiv i egzoplanet Kepler 452b koji je oko 1,5 puta veći od Zemlje od koje je udaljen oko 1400 svjetlosnih godina.
Kako se otkrivaju egzoplaneti?
- Vodeće metode za otkrivanje egzoplaneta su uzajamno komplementarne i važno je otkrića različitim metodama promatrati u cjelini, s posebnim naglaskom na pogreške mjerenja, odnosno informacije koje možemo dobiti različitim metodama.
Metoda radijalnih brzina, kojom je otkriven i 51 Pegasi b, polučila je u ranoj fazi najveći broj detekcija kandidata za egzoplanete. Problem ove metode je to što se njome ne može odrediti gornja, nego samo donja granica mase planeta te ju stoga potrebno nadopuniti dodatnim mjerenjima, da bi se utvrdila masa planeta, odnosno potvrdilo je li uopće riječ o planetu ili o smeđem patuljku. Stoga su neka od prvobitno najavljenih otkrića ovom metodom kasnije pokazala da ipak nije bila riječ o planetima, a broj detekcija planeta varira s vremenom - objasnila je dr. Dominis Prester.
Ističe da je danas po pitanju broja detekcija najproduktivnija metoda tranzita koja mjeri promjene sjaja matične zvijezde uslijed pomrčine od planeta (oko 3000 detekcija), no taj je broj porastao tek kad se metoda počela primjenjivati izvan Zemljine atmosfere uz pomoć svemirskih misija, primjerice svemirskog teleskopa Kepler. - Prednost je metode i to što njome možemo za pomrčine karakterizirati i atmosferu planeta te pronaći u njoj spojeve važne za život, kao što je voda - ističe dr. Dominis Prester.
Koje još metode postoje?
- Metoda mikrogravitacijske leće unatoč nevelikom broju pojedinačnih detekcija važna je zbog toga što pokriva najširi raspon parametara koje druge metode ne pokrivaju, i što se njome može najpreciznije odrediti masa planeta. Također, samo smo tom metodom uspjeli pronaći tzv. planete lutalice koje nemaju matičnu zvijezdu, i koje predstavljaju dio mase naše galaksije koja prije nije bila vidljiva - rekla je dr. Dominis Prester.
Istakla je da je metoda astrometrije najstarija, no i dosad najmanje uspješna u detekcijama. - No, vjerujem da će uskoro postati vrlo moćna uz svemirske teleskope velike preciznosti, kao što je GAIA, jer može dati brojne detalje o orbiti. Tu je i metoda izravnog snimanja kojom je pokazano da egzoplaneti postoje čak i “nevjernim Tomama” koji vjeruju samo onome što vide vlastitim očima, iako je tu uglavnom riječ o velikim planetima u dalekim orbitama smeđih patuljaka. I naposljetku, ne smijemo zaboraviti vrlo inovativnu metodu mjerenja anomalija u razdoblju pulsara, kojom su detektirani prvi egzoplaneti 1992. godine u orbiti pulsara u širokom rasponu masa, od kojih su neke i mnogo manje od Zemljine, što je prema mom osobnom mišljenju bila fascinantna detekcija.
Riječka astrofizičarka traga za egzoplanetima
Kao članica velikih istraživačkih skupina, Dijana Dominis Prester sudjelovala je u otkrićima egzoplaneta. - Bavila sam se detekcijom planetarnih i dvojnih zvjezdanih sustava metodom mikrogravitacijske leće. Od ukupno stotinjak dosadašnjih detekcija egzoplaneta ovom metodom, dala sam izravan doprinos u više od 20 detekcija. Od spomenutih radova s mojim doprinosima, izdvojila bih dva rada objavljena u časopisu Nature: prvu detekciju egzoplaneta sličnog Zemlji, odnosno detekciju prvog čvrstog hladnog egzoplaneta male mase OGLE BLG-2005-390Lb objavljenu početkom 2006. godine u sklopu mog rada na doktorskoj disertaciji na Sveučilištu u Potsdamu, te studiju koju sam zajedno s 30-ak članova međunarodnog tima PLANET radila s riječke adrese, objavljenu 2012., u kojoj smo na temelju višegodišnjih opažanja mrežom teleskopa PLANET odredili zastupljenost planeta različitih masa u našoj galaksiji. To je bila prva studija koja je pokazala da su planeti male mase poput Zemlje najzastupljeniji i vrlo česti, za razliku od dotadašnjih modela koji su na temelju detekcija velikih plinovitih planeta sličnih Jupiteru ukazivali na to da je Zemlja rijetka pojava u svemiru - rekla je Dijana Dominis Prester.