Planeta jak Ziemia w układzie z dwoma Słońcami? Naukowcy: to możliwe

Druga Ziemia przy dwóch gwiazdach

Pobliski układ dwóch gwiazd mógłby pomieścić planetę wielkości Ziemi w miejscu, gdzie może istnieć woda w stanie ciekłym. Wynika to z nowej pracy opublikowanej w czasopiśmie "The Astrophysical Journal". Badacze przyjrzeli się układowi 70 Ophiuchi. To układ podwójny, czyli zawiera dwie gwiazdy krążące wokół wspólnego środka.

Układ leży około 5 parseków od nas. Parsek to jednostka odległości równa mniej więcej 3,26 roku świetlnego. Dla porównania do Proximy Centauri jest "tylko" 1,3 parseka. To najbliższa gwiazda po Słońcu.

Obie gwiazdy 70 Ophiuchi są nieco mniejsze i chłodniejsze od Słońca. Mają około 88 i 73 procent jego masy. Astronomowie obserwują ten układ od dziesięcioleci. Nie potwierdzono jednak w nim żadnej planety.

Zespół wykorzystał obserwacje wykonane na Uniwersytecie Michigan. Pozwoliły one dokładniej opisać, jak obie gwiazdy poruszają się wokół siebie. Na tej podstawie badacze sprawdzili, czy planeta wielkości Ziemi utrzyma stabilną orbitę w strefie zamieszkiwalnej większej gwiazdy. To obszar wokół gwiazdy, w którym planeta jest akurat na tyle ciepła, by mogła mieć na powierzchni ciekłą wodę.

Obliczenia wykonała Skylar D'Angiolillo, doktorantka nauk o Ziemi i planetach na Uniwersytecie Kalifornijskim w Riverside. Zajmuje się modelowaniem dynamicznym. To symulacje komputerowe pokazujące, jak obiekty w kosmosie poruszają się i wpływają na siebie z upływem czasu.

Najpierw wyznaczyła granice strefy zamieszkiwalnej wokół głównej gwiazdy. Potem sprawdzała, czy planeta o masie Ziemi utrzyma się na różnych odległościach w tej strefie. Wynik jest zaskakujący. Stabilne orbity w strefie zamieszkiwalnej głównej gwiazdy są możliwe. Można by się spodziewać, że druga gwiazda je zakłóci. Okazuje się, że niekoniecznie.

Stephen Kane, astrofizyk z tej samej uczelni i promotor D'Angiolillo, zwraca uwagę na jedną rzecz. 70 Ophiuchi to jeden z najbliższych nam układów gwiezdnych i jest znany od starożytności. Dokładny sposób, w jaki obie gwiazdy znajdujące się tam krążą wokół siebie, zgłębiono jednak znacznie słabiej. Teraz mamy o wiele lepszy obraz tych ruchów. Można więc zbudować model komputerowy i sprawdzać różne scenariusze.

Jak to wygląda w praktyce? Symulacje odtwarzają wzajemne oddziaływanie grawitacyjne wielu ciał. Zaczyna się od istniejących gwiazd. Potem do układu wstawia się testową planetę o masie Ziemi i śledzi jej los. Może utrzymać stabilną orbitę. Może spaść na gwiazdę. Może też zostać wyrzucona z układu. Orbita Ziemi jest dość kołowa. Orbita niestabilnej planety coraz bardziej się wydłuża, aż świat zostaje po prostu wyrzucony w przestrzeń. Powtarzając symulację w różnych miejscach, badacze wskazują obszary, w których planeta wielkości Ziemi mogłaby przetrwać.

Dlaczego to ważne? Kane przypomina, że nasz Układ Słoneczny z jedną gwiazdą jest raczej wyjątkiem. Wiele gwiazd ma towarzyszki. Szukając planet, trzeba więc brać pod uwagę grawitację dodatkowej gwiazdy. Można by sobie wyobrazić drugą gwiazdę jak kulę wyburzeniową, która przemyka przez układ i uniemożliwia przetrwanie planety. Symulacje pokazują, że wcale nie musi tak być. Odkrycia ostatnich dekad uczą, że inne układy planetarne mogą wyglądać zupełnie inaczej niż nasz. Drugie Słońce brzmi egzotycznie. Trzeba jednak brać pod uwagę światy, które mogą być zamieszkiwalne mimo że nie przypominają naszego sąsiedztwa.

Co dalej? Zanim zacznie się bezpośrednio obserwować planetę, można zrobić wiele kroków. Najpierw trzeba zapytać, czy dany układ w ogóle może pomieścić potencjalnie zamieszkiwalną planetę. Taka kontrola stabilności orbit przydałaby się Habitable Worlds Observatory. To planowana na lata 40. XXI wieku misja NASA, która ma pomóc w poszukiwaniu potencjalnie zamieszkiwalnych światów. Wiele innych układów podwójnych mogłoby skorzystać z takiej analizy przy wyborze celów.