Powszechnie wiadomo, że planety orbitują wokół gwiazd. Ale nie zawsze tak jest. Astronomowie coraz częściej obserwują tzw. samotne planety. Czym są samotne planety?
Planety takie, jak Ziemia, nie mają niczego „do ukrycia”. Gdyby ktoś chciał dostrzec je z większej odległości, byłoby to możliwe dzięki emitowanemu światłu i ciepłu. Ale są także planety „niewidzialne” – ukryte przed naszym wzrokiem, zawieszone gdzieś w przestrzeni kosmicznej. Te ciemne światy nie orbitują wokół żadnych gwiazd, nie emitują żadnego światła, które można by dostrzec. Są to tzw. samotne planety, zwane także swobodnymi planetami. Niektóre z nich mogą przypominać Ziemię.
Kiedy planeta staje się samotna?
Planety są wykonane ze „szczątek” gwiazd. Swój żywot zaczynają jako tzw. protoplanety, które okrążają młode gwiazdy, a wraz z tym zbierają pył i gaz, powiększając swoje rozmiary. Na tym etapie życia planet panuje spory chaos. Protoplanety często zderzają się ze sobą, co skutkuje złączaniem w większe struktury.
Uważa się, że młoda Ziemia została uderzona przez ciało wielkości Marsa, wybijając w przestrzeń wystarczająco dużo materiału, aby uformować Księżyc. Niektóre planety nie miały tyle szczęścia – w wyniku kolizji z innymi tego typu obiektami zostały całkowicie zniszczone. Niektóre zostały wybite ze swoich orbit i dryfują w przestrzeni kosmicznej. To właśnie najczęstszy sposób powstawania samotnych planet. Możliwy jest także mechanizm, w którym planety tego typu powstały z dala od gwiazd z zagęszczonych obłoków pyłowych.
Według oficjalnej definicji Working Group on Extrasolar Planets (WGESP), planeta to „obiekt o masie poniżej minimalnej masy, wymaganej do rozpoczęcia reakcji termojądrowej, który orbituje wokół gwiazdy”. Zgodnie z tą definicją, swobodne obiekty o masie planetarnej, powstające w młodych gromadach gwiazd, nie są planetami, ale brązowymi podkarłami. Ale nie zawsze. W samej definicji znajduje się także zastrzeżenie, że przyjęte przez WGESP definicje są pewnym rodzajem kompromisu. Termin „samotna planeta” jest powszechnie używany także do określania swobodnie podróżujących obiektów o masie planetarnej, powstałych poza systemami słonecznymi.
Duże samotne planety udaje się namierzyć za pomocą bezpośrednich obserwacji, ale obiekty mniejsze – choćby o rozmiarach zbliżonych do Ziemi – wykrywa się tylko przy użyciu soczewkowania grawitacyjnego.
Soczewki grawitacyjne
Wszystko, co ma masę zakrzywia przestrzeń i powoduje odchylanie się światła od linii prostej. W rezultacie obiekt z masą skupia światło ze źródła znajdującego się za nim – wzmacniając je jak ogromną lupę. Nazywa się to soczewkowaniem grawitacyjnym. Zjawisko to zostało przepowiedziane przez ogólną teorię względności Einsteina i po raz pierwszy zweryfikowane je w 1919 r., kiedy obserwowano gwiazdy przesunięte w stosunku do ich zwykłych pozycji podczas zaćmienia Słońca.
Efekt soczewkowania grawitacyjnego zaobserwowano w galaktykach składających się z trylionów gwiazd – łatwo o to, gdyż występuje w nich mnóstwo materii, która może zakrzywiać światło. Jedna z obserwacji została wywołana nawet przez czarną dziurę w „pobliskiej” masywnej galaktyce – Messier 87. Jako soczewka grawitacyjna – lub mikrosoczewka – może działać także samotna planeta.
Jedna z takich mikrosoczewek została przyporządkowana nowej samotnej planecie, nazywanej OGLE-2016-BLG-1928. Obserwacja wzmocnienia światła z niepozornej gwiazdy trwała tylko 42 minuty.
Musiał być tam jakiś obiekt, a szacowana masa nie pozostawiała wątpliwości, że musiała to być planeta niewiele różniąca się wielkością od Ziemi. Stwierdzono, że namierzona planeta nie była powiązana grawitacyjnie z gwiazdą – czyli nie krążyła po jej orbicie. OGLE-2016-BLG-1928 jest nie tylko jedną z najbliższych od Ziemi samotnych planet, ale także najmniejszą, jaką kiedykolwiek znaleziono.
Czy Ziemia może stać się samotną planetą?
Duża liczba samotnych planet obecnych w naszej galaktyce rodzi pytanie: czy w takich miejscach mogło ukształtować się i przetrwać życie? Być może odpowiednio zaawansowana technologicznie cywilizacja byłaby w stanie pokonać niedogodności wiecznej ciemności i epoki lodowcowej.
Czy są jakiekolwiek szanse na to, by Ziemia stała się samotną planetą? Niewielkie, ale jednak możliwość taka istnieje. Aby tak się stało, w Ziemię musiałby uderzyć obiekt wielkości planety, np. inna samotna planeta, jednocześnie nie niszcząc jej.
Ziemia do tej pory uniknęła wygnania z Układu Słonecznego. Ale pewnego dnia – w ciągu kolejnych 4 miliardów lat – może stać się samotną planetą. Będzie na to szansa wraz ze starzeniem się Słońca, które będzie pęcznieć i wyrzucać połowę swojej materii w przestrzeń kosmiczną. Ziemia albo zostanie „połknięta” przez Słońce, albo wypchnięta ze swojej orbity. Gdy martwe Słońce zostanie zdegradowane do tlącego się białego karła, Ziemia stanie przed podobnym losem jak inne ciemne, zimne światy.
