Šā gada jūlijā visas pasaules plašsaziņas līdzekļus pāršalca vēsts par Zemei ļoti līdzīgas planētas atklāšanu, un 1400 gaismas gadu attālumā esošā «Kepler-452b» bez liekas minstināšanās tika pasludināta par «Zemes māsīcu». Atradās ne mazums cilvēku, kuri bija gatavi pafilozofēt un pateoretizēt ne tikai par šīs planētas iespējamo klimatu, bet arī tās eventuālajiem iemītniekiem – protams, ar saprātu apveltītu civilizāciju. Skarbā patiesība gan ir tāda, ka zinātnieku rīcībā esošā informācija par planētām, kas atrodas ārpus mūsu Saules sistēmas (tās dēvē arī par eksoplanētām), ir diezgan niecīga.
Beidzamo 20 gadu laikā ar dažādu zinātnisko instrumentu un atšķirīgu metožu palīdzību ir izdevies identificēt vairāk nekā 2000 eksoplanētu. Taču esošo teleskopu jauda ļauj tieši novērot vien tās tālās planētas, kas ir vismaz piecas līdz desmit reizes lielākas par Jupiteru. Pārējo esamība tiek fiksēta netieši, izmantojot Doplera efektu, planētu tranzītu pār zvaigznes virsmu, gravitācijas mikrolēcu metodi un tamlīdzīgi. Šādā veidā iegūtie rezultāti parasti ir ļoti aptuveni, un astronomi bieži vien pat nevar pateikt, vai atklātās planētas sastāv no cietiem iežiem (kā Zeme) vai gāzes. Nespējot precīzi noskaidrot citus parametrus, pētnieki koncentrējas uz to, vai konkrētā planēta atrodas tā dēvētajā apdzīvojamības zonā – citiem vārdiem sakot, vai uz tās varētu pastāvēt apstākļi, kuros iespējama dzīvības (protams, mūsu izpratnē) rašanās.
Lai gan astronomi jau senatnē mēdza izteikt hipotēzes, ka ap debess jumā redzamajām zvaigznēm varētu riņķot planētas (gluži tāpat, kā tās rotē ap Sauli), eksoplanētu meklēšana ir samērā jauna nozare, ar kuru zinātnieki nopietni nodarbojas vien pāris gadu desmitus. Interneta ziņu vietne «LiveScience.com» atgādina, ka pirmās eksoplanētas eksistenci kanādiešu zinātnieku grupa ar ļoti precīzu spektrometru palīdzību noteica 1988. gadā, bet tikai 1995. gadā tika atklāta pirmā planēta, kas riņķo ap mūsu Saulei līdzīgu zvaigzni. Ļoti nopietns progress panākts kopš 2009. gada, kad darbu uzsāka ASV Nacionālās Aeronautikas un kosmosa pārvaldes (NASA) kosmiskā observatorija «Kepler». Tās kontā pašlaik jau ir vairāk nekā 1000 fiksētu eksoplanētu, un starp tām ir arī vairāk nekā desmit tādu, uz kurām, iespējams, varētu būt līdzīgi apstākļi, kādi ir uz mūsu pašu Zemes. Kā jau noprotams pēc «Zemes māsīcai» dotā oficiālā nosaukuma, arī šī planēta atklāta, izmantojot «Kepler» zinātniskos instrumentus.
Šajā misijā iesaistītais zinātnieks Dags Keldvels sarunā ar «Deutsche Welle» stāstījis, ka «Kepler» observatorija planētu meklēšanai izmanto tā saucamo tranzīta metodi. Observatorija nepārtraukti novēro aptuveni 150 000 zvaigžņu, kas atrodas konkrētā debesjuma sektorā, mērot to spožumu. «Ja ap kādu no šīm zvaigznēm riņķo planēta un tās orbīta atrodas tajā pašā plaknē, kurā novērotājs, mēs spējam konstatēt periodisku zvaigznes spožuma mazināšanos,» stāstījis Dags Keldvels, skaidrojot, ka tā tiek fiksēta brīdī, kad planēta atrodas starp observatoriju un zvaigzni. Observatorija fiksē tranzītu jeb zvaigznes aptumsumu un ar fotometru izmēra, kā mainījusies zvaigznes starojuma intensitāte. Šādā veidā iespējams iegūt informāciju par planētas izmēriem attiecībā pret savu zvaigzni. «Tas arī ir viss, ko mēs varam uzzināt ar «Kepler» palīdzību – planētas rādiusu un laiku, kas tai nepieciešams, lai veiktu pilnu orbītu ap zvaigzni,» sacījis zinātnieks, īpaši uzsverot to, ka ar šīs metodes palīdzību nav iespējams atklāt planētas, kuru orbītas neatrodas tajā pašā plaknē, kurā teleskops. Turklāt citus faktus par planētas īpatnībām nākas uzlasīt burtiski pa graudiņam – gan izmantojot atšķirīgas novērošanas metodes, gan veicot datormodelēšanu, gan izdarot secinājumus, pamatojoties uz cilvēces iegūtajām zināšanām par mūsu Saules sistēmas planētām.
Vēstis par to, ka astronomiem atkal izdevies atrast Zemei līdzīgu planētu, medijos nonāk regulāri. Piemēram, šā gada sākumā tika vēstīts par astoņu šādu planētu atrašanu, taču Dags Keldvels atzīst, ka patiesībā to līdzība Zemei ir diezgan nosacīta. Ja pavisam precīzi, pastāv zināma iespēja, ka šīs planētas pēc savas uzbūves varētu atgādināt mūsu «māmuļu», taču tikpat labi iespējams, ka tās ir absolūti atšķirīgas.
«LiveScience.com» norāda, ka parametru, lai simtiem un tūkstošiem gaismas gadu attālumā esošo planētu klasificētu kā Zemei līdzīgu un pieļautu, ka uz tās var eksistēt kādas, kaut vai primitīvas dzīvības formas, nemaz nav tik daudz. Pirmkārt, šai planētai ir jāsastāv nevis no gāzes, bet gan cieta materiāla, tām jābūt klinšainajām planētām. Otrkārt, tām jāatrodas apdzīvojamības zonā – ne pārāk tuvu un ne pārāk tālu no savas zvaigznes, lai uz šīm planētām valdītu dzīvības pastāvēšanai pieņemama temperatūra un varētu būt ūdens šķidrā formā. Par apdzīvojamības zonu zinātnieki uzskata aptuveni 0,8 līdz 1,2 astronomisko vienību lielu attālumu, kas šķir planētu no zvaigznes. Tiesa, tas ir tikai gadījumā, ja planēta riņķo ap Saulei līdzīgu G klases zvaigzni, bet, ja zvaigzne ir spožāka vai mazāk spoža, šis attālums tiek koriģēts.
Par «Zemes māsīcu» iedēvētā «Kepler-452b», kuras atklāšana tika plaši izziņota 23. jūlijā, šiem parametriem atbilst. Tā riņķo ap zvaigzni, kas ir tikai mazliet (par 4%) lielāka par Sauli, un tās spožums vien par 10% pārsniedz Saules spožumu, atrodas apdzīvojamības zonā, turklāt šīs planētas gads ilgst 385 dienas – tā garums ir gandrīz identisks Zemes gada garumam. «Tas dod cerību, ka uz šīs planētas varētu būt ūdens šķidrā formā, iespējams, arī augu valsts, fotosintēze un elpošanai derīgs gaiss,» līksmojuši optimisti, kuri pasludinājuši, ka planētu, kas vēl vairāk līdzinātos Zemei, līdz šim nav izdevies atklāt. «Es piekrītu, ka «Kepler-452b» fizikālās īpašības ir vairāk līdzīgas Zemes īpašībām nekā kādai citai līdz šim apstiprināti uzmeklētai planētai,» sarunā ar BBC sacījusi Oksfordas universitātes astronome Sjūzena Eigreina.
Tomēr zinātnieku aprindās netrūkst arī pesimistu, kuru lielo jezgu, kas sarīkota ap «Kepler-452b», uzskata vien par NASA sabiedrisko attiecību kampaņas sastāvdaļu, kas, iespējams, saistīta ar misijas budžeta palielināšanas mēģinājumiem (jāatgādina, ka «Kepler» misija sākotnēji tika plānota tikai 3,5 gadu garumā, turklāt 2013. gadā observatorijas darbībā jau bija būtiski traucējumi). Lielbritānijas Vorvika universitātes astronoms Dons Polaco intervijā BBC atgādinājis par Keplera teleskopa iespējām, kas pagaidām ļauj samērā droši apgalvot vienu – planētas diametrs ir 1,6 reizes lielāks par Zemes rādiusu. «Mums nav nekādas informācijas, no kā šī planēta sastāv. Iespējams, ka tā ir klinšaina, taču tikpat labi tā var būt neliela gāzes planēta vai būt veidota no vēl eksotiskākiem materiāliem,» viņš skaidrojis. Turklāt, ja pieņem, ka planēta pēc sava sastāva (un tātad arī blīvuma) patiešām ir līdzīga Zemei, tad tās masa aptuveni piecas reizes pārsniedz Zemes masu, bet gravitācija uz planētas virsmas ir par vairāk nekā 70% lielāka nekā uz Zemes virsmas – ir šaubas, vai šādos apstākļos spētu izdzīvot zīdītāji. Turklāt pat misijā iesaistītais Dags Keldvels norādījis uz vēl kādu aspektu, kas ļauj apšaubīt šīs planētas un Zemes līdzību un mazina cerības, ka uz tās varētu būt kādas dzīvības formas. Zvaigzne, ap kuru riņķo «Kepler-452b», ir aptuveni par 1,5 miljardiem gadu vecāka par Sauli. «Šīs novecojošās zvaigznes enerģija, visticamāk, spēcīgi uzkarsējusi planētas virsmu, okeāni, pat ja tādi bijuši, ir iztvaikojuši,» viņš uzskata, norādot, ka planēta visticamāk atrodas tajā attīstības posmā, kas mūsu Zemi gaida pēc pāris miljardiem gadu, kad Saules starojums kļūs spēcīgāks.
Savukārt Belfāstas Karalienes universitātes speciālists Kriss Votsons intervijā «LiveScience.com» norādījis, ka, pēc viņa domām, šī planēta ir krietni par lielu, lai to pasludinātu par Zemes tuvāko «radinieci». Pēc viņa domām, uz to drīzāk varētu pretendēt «Kepler-186f», kuras rādiuss ir aptuveni 1,17 Zemes rādiusa, vai «Kepler-438b», kas ir tikai 1,12 reižu lielāka par Zemi.
«LiveScience.com» atgādina, ka līdz šim identificētas vien mazāk par 20 planētām, uz kurām, pēc NASA speciālistu domām, varētu valdīt līdzīgi apstākļi kā uz Zemes. Lielākoties eksoplanētu «mednieku» guvums ir masīvas, gāzveida planētas, turklāt atšķirībā no Saules sistēmas, kur klinšaino planētu orbītas atrodas tuvāk zvaigznei, citur par «karstajiem Jupiteriem» iesauktie gāzu giganti mēdz riņķot ap zvaigzni aptuveni tādā pašā attālumā, kādā no Saules atrodas Merkurs.
Krisa Votsona pieminētās planētas ir starp tām, kuras kā līdzīgas Zemei minējusi arī NASA, taču jāatgādina, ka šī līdzība ir krietni nosacīta. Piemēram, «Kepler-186f», kas atrodas aptuveni 500 gaismas gadu attālumā no Zemes, riņķo ap M klases zvaigzni, kuras mēdz dēvēt arī par sarkanajiem punduriem. Turklāt šī planēta atrodas apdzīvojamības zonas pašā ārmalā un saņem vien trešdaļu no tās enerģijas, ar ko Saule apgādā Zemi. Arī «Kepler-438b», kuru astronomi fiksēja šā gada janvārī, riņķo ap sarkano punduri, kura masa ir aptuveni uz pusi mazāka par Saules masu. Par to, cik tuvu planēta atrodas savai zvaigznei, spilgti liecina tās orbītas periods – gads uz šīs planētas ilgst vien 35 Zemes dienas. Tomēr aplēses liecina, ka planēta no savas zvaigznes varētu saņemt tieši tik daudz siltuma, cik nepieciešams, lai rastos un tiktu uzturēta dzīvība.
Divas planētas, kas varētu līdzināties Zemei, riņķo ap zvaigzni «Kepler-62» aptuveni 1200 gaismas gadu attālumā, turklāt abas atrodas apdzīvojamības zonā. Gan «Kepler-62e», gan «Kepler-62f» ir aptuveni pusotras reizes lielākas par Zemi, to gravitācija ir pietiekami liela, lai uz šīm planētām būtu atmosfēra, bet datormodelēšana liecina, ka vismaz uz tālākās no tām varētu atrasties okeāni. Piemēram, Kalifornijas universitātes planetoloģe Aomava Šīldsa norādījusi, ka ir pazīmes, kas liecina par oglekļa dioksīda atrašanos «Kepler-62f» atmosfērā, un tas esot labs ūdens indikators. Starp citu, šīs planētas gads ilgst 267,3 dienas, kas arī vedina uz domām par tās līdzību ar Zemi.
Par Zemei līdzīgām tiek uzskatītas arī «Kepler-442b», «Kepler-69c», «Kepler-22b», «Gliese 667CC» un virkne citu planētu, kuras līdz šim izdevies atklāt. Zvaigznes, ap kurām tās riņķo, ir atšķirīgas, tāpat atšķiras planētu attālums no šīm zvaigznēm, taču visus atradumus vieno tas, ka tie ir lielāki par Zemi. Ļoti iespējams, ka pašreizējās tehnoloģijas vienkārši neļauj identificēt mazāka izmēra planētas, taču Masačūsetsas Tehnoloģiskā institūta fizikas un planetoloģijas profesore Sāra Sīgere intervijā interneta ziņu vietnei «Space.com» norādījusi – rodas iespaids, ka Visumā ļoti izplatītas ir mūsu Saules sistēmā neesošās superzemes. Par tādām tiek dēvētas planētas, kuru izmērs un masa būtiski pārsniedz Zemes izmēru un masu, taču tajā pašā laikā šīs planētas nav tik masīvas, lai tās sastāvētu no gāzes. Sāra Sīgere norādījusi, ka šādas planētas uzietas ne tikai sarkano punduru, bet arī G klases zvaigžņu sistēmās. Zinātniekiem joprojām nav izdevies vienoties par precīzu definīciju, taču vairākums uzskata, ka planēta, kas atrodas apdzīvojamības zonā un kuras rādiuss nav vairāk kā 1,6 reizes lielāks par Zemes rādiusu, visticamāk, ir klinšaina. «Domājams, ka planētām, kas ir lielākas, ir ļoti neviesmīlīga atmosfēra – bieza un nospiedoša,» viņa sacījusi.
Taču arī «pareizais izmērs» nebūt nenozīmē, ka planēta ir piemērota dzīvības pastāvēšanai vismaz mūsu izpratnē. Sāra Sīgere atgādina, ka uz Zemes sastopamo dzīvības formu pastāvēšanai obligāts priekšnosacījums ir ūdens šķidrā formā. Diemžēl tā arī nav izdevies noskaidrot, kā ūdens parādījās uz Zemes. Saskaņā ar vienu hipotēzi, to atnesušas komētas vai kādi citi kosmosa viesi, saskaņā ar citu – uz Zemes radušies labvēlīgi apstākļi, lai no iežiem sāktu izdalīties skābeklis, kas, reaģējot ar ūdeņradi, arī veidojis ūdeni. «Mums nav nekādu garantiju, ka uz eksoplanētas, kas atrodas apdzīvojamības zonā, ir ūdens,» uzsvērusi S. Sīgere. Otrs aspekts ir gravitācija, kas valda uz šāda veida planētām.
Saprotams, ka lielākajā sabiedrības daļā interesi var izraisīt vien tās planētas, uz kurām kaut teorētiski iespējama dzīvības pastāvēšana, bet labākajā gadījumā varētu mitināties kāda daudzmaz attīstīta civilizācija. Tomēr jau pieminēto iemeslu dēļ par lielāko daļu līdz šim atklāto planētu zinātnieki var nešaubīgi sacīt – «homo sapiens» un tam līdzīgu radību dzīvei tās nav piemērotas.
Klasisks piemērs ir tā saucamie karstie Jupiteri jeb lielas gāzveida planētas, kas atrodas relatīvi tuvu savām zvaigznēm. Konstatēts, ka šī planētas, kuru skaits sniedzas simtos, visbiežāk riņķo ap sarkanajiem punduriem, bet tie savukārt ir visvairāk izplatītā zvaigžņu klase Visumā – vismaz saskaņā ar pašreizējiem novērojumiem. Lieki sacīt, ka planētas, kuru gāzu (parasti metāna) temperatūra mērāma ne tikai simtos, bet arī tūkstošos grādu pēc Celsija skalas, nav īsti piemērotas dzīvībai. Līdzīga situācija ir arī ar Neptūnam līdzīgām planētām, uz kurām valda liels aukstums, jo tās atrodas gana tālu no savām zvaigznēm.
Gadu gaitā zinātniekiem izdevies atklāt pavisam neparastas planētas, uz kurām apstākļi ir krasi atšķirīgi no Saules sistēmā novērotajiem. Piemēram, planēta «Kepler-36b» ik pēc 97 dienām nonāk mijiedarbībā ar savu milzīgo kaimiņieni – gāzes gigantu «Kepler-36c». Tā rezultātā sākas spēcīgi vulkānu izvirdumi un zemestrīces, bet, kad šī elle beidzas, planētu gaida nākamā tikšanās. Ne mazāk ekstrēmi apstākļi ir uz planētas «Kic 12557548b». Tās gads ilgst tikai 16 stundas – citiem vārdiem sakot, planēta atrodas tik tuvu savai zvaigznei, ka tās temperatūra tuvinās zvaigznes temperatūrai. Neciešams karstums valda arī uz «HD 189733b», turklāt tās viesuļvētru pārņemtās atmosfēras sastāvā ir sīciņi silīcija putekļi. Par «Saurona aci» iesauktā «Formalgaut b» kā gigantisks putekļu sūcējs uzsūc ap sevi esošos asteroīdus, kuru blīvums šajā reģionā ir neiedomājams, bet «Tres-2b» izceļas ar to, ka absorbē 99% to sasniedzošās gaismas – arī šīs abas ir īsti ellišķīgas planētas.