Okeanske planete – hipoteze

Negde među udaljenim zvezdama možda leže svetovi potopljeni ispod dubokih i uzburkanih mora. Da li je moguće da neki od tih srebrnastih okeana nosi u sebi život? Izgleda da je samo pitanje vremena kada ćemo dobiti odgovor na ovo pitanje

Daleko u svemiru postoje planete koje ni po čemu nisu slične onima koje su nam danas poznate. Poznajemo stenovite svetove poput našeg sveta. Znamo i za planete koje su ogromne gasovite lopte. Ali izgleda da su se u udaljenim zvezdanim sistemima pojavili novi planetarni oblici...

- Zovemo ih okeanske planete. To su gigantski svetovi, možda sa okeanima stotinama puta većim od naših - kaže Kristof Sotin, sa Univerziteta u Nantu, Francuska. - Okeanske planete nisu plod mašte naučnika. Ideja o njihovom mogućem postojanju ishod je brojnih naučnih posmatranja.

Do sada niko nije video neku takvu planetu, ali nalazi do kojih su došli naučnici posmatrajući jedan broj ekstrasolarnih planetarnih sistema, ukazuju da, negde daleko, okeanske planete izvesno postoje. Štaviše, Sotin i njegove kolege veruju da bi to možda bila i najbolja mesta za traganje za životom izvan Zemlje.

Sve je proisteklo iz jednog drugog za astronome iznenađujućeg otkrića. Oni su otkrili «gasne gigantske» planete – lopte od stena i leda, koje su poput Jupitera omotane gustim slojevima gasa i kreću se veoma blizu svojih matičnih planeta. U najekstremnijem slučaju, ogromna planeta pod nazivom 51 Pegasi B kreće se osam puta bliže svojoj zvezdi nego što se Merkur kreće oko našeg Sunca. Uslovi koji su doveli do ovako čudne situacije mogli se da stvore i okeanske planete.

Gasoviti gigant poput 51 Pegasi B iznenađuje jer nije mogao nastati blizu zvezde. Toplota i zvezdani vetar koji tamo postoje prouzrokovali su isparavanje ledenih giganata i razneli gas mnogo pre nego što je bilo moguće da nastane planeta. Svi gasoviti giganti, poput Jupitera, Saturna, Urana ili Neptuna nastali su u spoljnim delovima Sunčevog sistema. Kako to da je 51 Pegasi B prekršio sva pravila?

Po verovanju planetarnih fizičara, objašnjenje leži u vremenu formiranja planete. Sunčev sistem je nastao iz sferne nebule gasa i prašine koja se urušavala pod sopstvenom gravitacijom. Skupljajući se lakše po svojoj osi obrtanja nego po drugim pravcima, ona formira «protoplanetarni» disk sastavljen od formirajućeg materijala, pri čemu se središnja koncentracija dovoljno zagreje da može da postane zvezda a spoljnji delovi uđu u sastav planeta. Fizičari veruju da je 51 Pegasi B, poput Jupitera i Saturna, formiran mnogo dalje od svoje zvezde, ali da je gravitaciono privlačenje preostalih delova protoplanetarnog diska dovelo do kočenja njegovog kretanja, uzrokujući da se on spiralno kreće ka unutra gotovo deset miliona godina.

Niko ne zna da odgovori zašto se ovo nije desilo u našem Sunčevom sistemu. Moguće je da je naš protoplanetarni disk bio ređi i da se brže uklopio u embrionske planete? Kada se sav materijal iz diska iskoristi, planete prestaju da se kreću ka unutra i njihove orbite postaju fiksne. Ali, kada je posredi protoplanetarni disk veće gustine, može da dođe do planetarne migracije većih dometa.

Mokro i divlje

Ako gasoviti giganti mogu da se spiralno kreću ka unutra prema svojim zvezdama, onda to mogu i drugi.

- Nama razloga zašto manje masivne spoljne planete ne bi mogle da migriraju - kaže Sotin. - To je osnova mogućeg postojanja okeanskih planeta.

Naučnici su do sada uspeli da primete samo gasovite gigante koji su migrirali dovoljno daleko ka unutra da i dalje imaju vidljiv gravitacioni uticaj na svoju zvezdu. Ali, Sotin veruje da su i manje, ledom omotane planete, mogle da migriraju ka svojoj zvezdi. A to znači da su neke došle do tačke kada spoljni ledeni omotač počinje da se topi, stvarajući prostrane okeane.

Sotinu je trebalo dosta vremena da dođe na ovu ideju. Ideju o postojanju okeanskih planeta prvi je pomenuo David Stevenson, sa kalifornijskoj Instituta za tehnologiju. Još 1998. godine on je spekulisao da je moguće da neka ledena kamenita planeta bude izbačena iz nekog sunčevog sistema u razvoju u smrznuta prostranstva međuzvezdanog prostora - ali da je to nemoguće pre nego što formira atmosferu. Iako bi takva planeta bila daleko hladnija od zvezde, Stevenson je tvrdio da bi njena atmosfera mogla da uhvati dovoljno preostale toplote za otapanje leda i njegovo pretvaranje u okeane.

Sotin se zainteresovao za ovu ideju kada su njegove kolege počele da spekulišu o dubini okeana koji bi se formirali u slučaju da je Stevenson u pravu. Kao stručnjak za svemirski led, on je tvorac pretpostavke o ledu pod velikim pritiskom na Jupiterovom mesecu Kalisto. Sotinove kolege su govorile da bi dubina okeana iznosila i hiljade kilometara. Ali, Sotinovi proračuni su pokazali da se led prosto ne bi topio pod ogromnim pritiscima koji bi vladali na takvim dubinama: postoje granice koliku dubinu može da ima tečnost.

I mada nije reč o hiljadama kilometara, razmere su impresivne. Sotin je izračunao da bi okeanske planete mogle da imaju vodu dubine i preko 100 kilometara – što je 10 puta više od najdubljeg mesta okeana na Zemlji i 40 puta više od njegove prosečne dubine. Obzirom da okean pokriva čitavu površinu takve planete, to znači da je reč o nemerljivim količinama vode.

Dubina bilo kog planetarnog okeana zavisila bi od više različitih faktora. Jedan je veličina planete. Najveće okeanske planete mogle bi da budu 10 puta veće od Zemlje. Gravitaciona sila bilo koje planete veće od ove značila bi da bi planeta držala oko sebe smesu vodonika i helijuma, što bi je pretvorilo u gasovitog giganta. Tako je Sotin sa kolegama radio proračune za okeansku planetu čija bi masa bila šest do osam puta veća od Zemljine. Te planete imale bi prečnik dvostruko veći od Zemljinog i oko 50 posto jaču površinsku gravitaciju. Drugi bitan faktor je temperatura površine planete. Ona zavisi od unutrašnje radioaktivnosti koja održava toplotu unutrašnjosti planete dugo nakon što zamru vatre njenog rođenja, kao i od udaljenosti od matične zvezde i sastava njene atmosfere, koja možda sadrži gasove koji zadržavaju toplotu, poput ugljen-dioksida ili vodene pare.

Obzirom da detalji o atmosferi i preciznom unutrašnjem sastavu ovakvih planeta nisu poznati, Sotin je radio proračune za različite scenarije, sa različitim dubinama okeana. Proračuni pokazuju da se možda radi o količini vode koja je 240 puta veća od količine vode na Zemlji. Kako bi onda izgledao takav vodeni svet?

Kao prvo, na njemu ne bi bilo suvog tla. Čak i ako bi bio probijen sloj leda na dnu okeana, što bi omogućilo da se stene mestimično pojave – to bi značilo da bi trebalo da se radi o planini visine 100 kilometara, koja bi se promolila iz okeana. Čak i gravitaciona sila na Zemlji ne dozvoljava formiranje takvih planina. Primera radi, najviša planina na Havajima visoka je 4245 metara iznad mora, s tim što se vrh planine nalazi 10 kilometara od dna Pacifika. Tako posmatrano ta je planina viša od Mont Everesta. A na okeanskoj planeti sa većom gravitacijom, da i ne pominjemo ogromnu težinu vode, ne bi bilo moguće da postoji ništa slično pa čak ni ovoj planini.

Ovo bi značilo da bi kretanje okeana bila jednostavnija nego na Zemlji, mada bi i dalje zavisilo od brzine kretanja i nagnutosti planetarne ose.

U potrazi za vodenim svetovima

Sotin i Stevenson nisu jedini koji veruju u mogućnost postojanja okeanskih planeta. Oni smatraju da - iako u našem Sunčevom sistemu nije došlo do stvaranja vodenih svetova blizu njihovih matičnih zvezda - to ne znači da se nešto slično ili čak i isto nije desilo negde drugde. Kako bi ti svetovi izgledali? Zemlja sija u svemiru zbog svoje vode i oblaka. Sotinova okeanska planeta, mnogo veća od Zemlje i potpuno prekrivena ledom, sijala bi kao uglancano ogledalo koje se kreće kroz svemir. To ne mora da znači da bismo mi to mogli da vidimo sa Zemlje – uostalom, sva naša otkrića dolaze od indirektnih dokaza.

Moguće je da će neka od budućih svemirskih misija otkriti postojanje ovakvih svetova. Francuski orbitirajući teleskop COROT, planiran za lansiranje u ovoj godini, moći će da detektuje i planete koje su do pet puta manje od Zemlje. Pažnji onih koji su se ovim bavili svakako nije izmaklo da bi ovakvi svetovi možda bili odlično tlo za stvaranje života.

Da li će nam teleskopi uskoro preneti signale života? Možda, ako budemo imali sreće. Naučnici ukazuju da bismo prethodno morali da otkrijemo tragove ozona.

- Jedina mogućnost postojanja znatne količina ozona u atmosferskom spektru jeste ako se kiseonik proizvodi na maloj visini, što znači da treba da nastane procesom biološke fotosinteze. Takav signal se može očitati sa neke okeanske planete u tranzitu, pri čemu bi njena zvezda otpozadi osvetljavala njenu atmosferu.