Pentru prima dată, oamenii de știință au reușit să capteze imagini cu mai multe planete care se învârt în jurul unei alte stele asemănătoare Soarelui. Cu toate acestea, în ciuda asemănării gazdei sale stelare cu a noastră, instantaneele acestui sistem planetar dezvăluie că nu este un loc ca acasă.
Numită TYC 8998-760-1 și situată la aproximativ 300 de ani-lumină de Pământ, în constelația Musca, steaua are o masă similară cu cea a Soarelui. Cu toate acestea, cele două planete cunoscute ale sale sunt distinct extraterestre – orbitează în jurul stelei lor la o distanță de aproximativ 160 și, respectiv, 320 de ori mai mare decât cea dintre Pământ și Soare (distanțe care sunt de aproximativ patru și opt ori mai mari decât distanța dintre Pluto și Soarele nostru). Ambele lumi sunt supradimensionate, în comparație cu orice altceva din sistemul nostru solar. Cea mai îndepărtată planetă este de aproximativ șase ori mai grea decât Jupiter, iar cea interioară înclină balanța cu o masă de 14 ori mai mare decât cea a lui Jupiter. Fiecare dintre lumi apare ca un mic punct în jurul stelei în imaginile produse de instrumentul Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research, sau SPHERE, care funcționează pe Very Large Telescope al Observatorului European de Sud din nordul Chile. Descoperirile sunt detaliate într-un studiu publicat pe 22 iulie în Astrophysical Journal Letters.
„Ceea ce este cu adevărat fascinant în legătură cu această lucrare este că continuă să se adauge la marea diversitate a ceea ce reprezintă sistemele și planetele care există acolo, care orbitează în jurul a tot felul de stele”, a declarat Rebecca Oppenheimer, astrofizician la Muzeul American de Istorie Naturală din New York, care nu a fost implicată în studiu. „Nu există o singură „arhitectură” pentru un sistem planetar.”
Noul studiu marchează doar a treia oară când oamenii de știință au reușit să fotografieze – sau să „imagineze direct” – mai multe lumi care orbitează în jurul unei singure stele. Dar acele sisteme observate anterior se aflau în jurul unor stele fie mult mai grele, fie mult mai ușoare decât Soarele, ceea ce le face mai puțin comparabile cu sistemul nostru solar. Imaginea directă rămâne o raritate în studiul lumilor aflate dincolo de vecinătatea noastră planetară. Marea majoritate a exoplanetelor din cataloagele astronomilor sunt cunoscute doar prin mijloace mai indirecte: ele își trădează prezența și cele mai de bază proprietăți – masă, dimensiune și orbită – prin tragerea periodică sau prin silueta stelelor lor gazdă, văzute de pe Pământ. Imaginarea directă a exoplanetelor este importantă, spune conducătorul studiului, Alexander Bohn, astrofizician la Universitatea Leiden din Olanda, deoarece, „primind lumină de la planete, putem caracteriza mai bine atmosferele – și abundența elementelor din atmosferă – și compoziția”. Aceste informații, la rândul lor, le permit cercetătorilor să facă presupuneri mai educate cu privire la ceea ce ar putea fi condițiile de mediu ale unei lumi extraterestre – și dacă aceasta ar putea sau nu, ca și Pământul, să găzduiască viață.
Nimeni nu are însă în vedere viața pe niciuna dintre cele două lumi recent imaginate. Pe lângă faptul că sunt giganți gazoși umflați pe orbite friguroase, fără suprafețe semnificative pe care ar putea locui organisme, ele și steaua lor sunt mult mai tinere decât soarele nostru și planetele din jurul acestuia. „Sistemul în sine are 17 milioane de ani ,” spune Bohn. „Iar sistemul nostru solar are 4,5 miliarde de ani .” Chiar dacă ar poseda condiții locuibile, statutul relativ nou-născut al fiecărei lumi nu ar oferi prea mult timp pentru ca biologia să apară din capriciile chimiei. Și, deși mărimea și tinerețea planetelor lor le face candidați slabi pentru viața așa cum o cunoaștem noi, aceste proprietăți sunt tocmai motivul pentru care astronomii le pot vedea în prezent, datorită strălucirii puternice în infraroșu pe care o emit ca rămășiță de energie de la formarea lor. Lumi mai mici, mai vechi și mai cleioase, care se află mai aproape de stelele lor, rămân în afara razei de acțiune a imaginilor planetare actuale. Dar ele ar putea fi dezvăluite în cele din urmă de instrumentele mai puternice ale telescoapelor gargantuesce. Deja trei telescoape extrem de mari (ELT) – observatoare terestre cu oglinzi de ordinul a 30 de metri în diametru – se apropie de stadiul final de dezvoltare. Iar astronomii fac presiuni viguroase pentru ca NASA sau alte agenții spațiale să lanseze telescoape spațiale și mai ambițioase de fotografiere a planetelor în deceniile următoare.
Chiar și așa, „suntem incredibil de departe de a face fotografii ale planetelor de mărimea Pământului”, spune Bruce Macintosh, astrofizician la Universitatea Stanford și cercetător principal al Gemini Planet Imager – un alt instrument care, împreună cu SPHERE, reprezintă stadiul actual al tehnicii de fotografiere a planetelor exoplanetare. „Cu tehnologia actuală, putem vedea o planetă care este de aproximativ un milion de ori mai slabă decât steaua. Acest lucru este uimitor. Dar chiar și Jupiter – cea mai mare lume din sistemul nostru solar – este de un miliard de ori mai slabă decât Soarele.”
Dacă o planetă țintă de lângă o stea strălucitoare este o sferă gazoasă gigantică sau o rocă mai asemănătoare cu Pământul, spune Bohn, observarea ei este ca și cum ai vedea „un licurici chiar lângă un far, care este poate la un metru distanță. Doriți să vedeți acest licurici micuț, dar vă aflați la o distanță de 500 de kilometri. Aceasta este practic provocarea cu care ne confruntăm”. Pentru a aduna lumina extrem de slabă a unei lumi, în comparație cu steaua sa, SPHERE și majoritatea celorlalte instrumente de imagistică planetară folosesc un dispozitiv numit coronograf, care blochează aproape toată lumina stelei – atenuând în mod eficient strălucirea „farului”, astfel încât să poată fi văzuți „licuricii” planetari din apropiere.
În afară de detalii mai nuanțate ale oricărei lumi date, astfel de imagini pot dezvălui alte minuni – și pot ridica noi mistere importante – care merg în centrul înțelegerii încă incipiente a teoreticienilor cu privire la modul exact în care apar și evoluează sistemele planetare. În sistemul recent imaginat, „ambele planete s-au format în jurul aceleiași stele și au aceeași vârstă, dar una este de două ori mai masivă decât cealaltă”, spune Macintosh, care nu a fost implicat în acest studiu. „Compararea proprietăților lor ne va ajuta să vedem cum influențează masele planetelor evoluția lor”. Mai mult, adaugă el, imaginile ulterioare ale sistemului ar putea dezvălui mai multe despre orbitele planetelor – și chiar despre prezența unor lumi încă nevăzute. „Sunt ele aliniate în același mod în care sunt aliniate orbitele planetare din sistemul nostru solar? Sunt circulare?” întreabă Macintosh. Aflarea răspunsurilor la astfel de întrebări ar putea arăta dacă aceste planete s-au format în același mod ca și lumile din jurul Soarelui nostru sau printr-un alt proces – oferind astfel un alt indiciu cu privire la faptul că planetele și sistemele ca al nostru sunt comune sau rare.
.