Broj potvrđenih planeta izvan našeg Sunčevog sustava, poznatih kao egzoplaneti, dosegnuo je novu, impresivnu prekretnicu od 6.000, objavila je NASA. Ova brojka, koja se neprestano ažurira u NASA-inom Arhivu egzoplaneta, predstavlja kulminaciju desetljeća neumornog istraživanja i tehnološkog napretka, potpuno mijenjajući naše poimanje svemira i našeg mjesta u njemu. Važno je napomenuti da ne postoji jedan, specifičan planet koji nosi titulu "šesttisućitog", već se radi o kontinuiranom procesu potvrđivanja otkrića od strane znanstvenika diljem svijeta. Ovaj arhiv, koji pedantno prati svako novo otkriće, vodi NASA-in Znanstveni institut za egzoplanete (NExScI), smješten unutar Caltechovog IPAC centra u Pasadeni, Kalifornija.

Osim potvrđenih 6.000 svjetova, u redu za provjeru čeka još više od 8.000 potencijalnih kandidata, što ukazuje na to da smo tek zagrebali površinu u katalogiziranju planetarnog bogatstva naše galaksije. Ova postignuća naglašavaju ubrzani tempo otkrića, posebice u posljednjem desetljeću, i postavljaju temelje za odgovor na jedno od najdubljih pitanja čovječanstva: jesmo li sami u svemiru?

Prekretnica u istraživanju svemira

Shawn Domagal-Goldman, vršitelj dužnosti direktora Odjela za astrofiziku u sjedištu NASA-e u Washingtonu, ističe kako ova prekretnica simbolizira desetljeća kozmičkog istraživanja vođenog NASA-inim svemirskim teleskopima. "To je istraživanje koje je iz temelja promijenilo način na koji čovječanstvo gleda na noćno nebo," rekao je. "Korak po korak, od samog otkrića do detaljne karakterizacije, NASA-ine misije izgradile su temelj za rješavanje fundamentalnog pitanja. Sada, s nadolazećim misijama poput Svemirskog teleskopa Nancy Grace Roman i budućeg Opservatorija za nastanjive svjetove, Amerika će predvoditi sljedeći divovski skok – proučavanje svjetova sličnih našem oko zvijezda sličnih našem Suncu. To je obećanje otkrića koje nas sve ujedinjuje."

Ovaj uspjeh dolazi točno 30 godina nakon otkrića prvog egzoplaneta oko zvijezde slične Suncu, 1995. godine. Iako su i prije toga, početkom devedesetih, identificirani planeti oko pulsara – ostataka zvijezda koje su sagorjele svoje gorivo – otkriće iz 1995. godine pokrenulo je pravu revoluciju. Iako znanstvenici procjenjuju da se samo u našoj galaksiji, Mliječnoj stazi, nalaze milijarde planeta, njihovo pronalaženje i potvrđivanje ostaje iznimno zahtjevan zadatak.

Raznolikost svjetova: Više od onoga što smo mogli zamisliti

Kako raste broj poznatih egzoplaneta, znanstvenici dobivaju sve bolji uvid u opću populaciju planeta u galaksiji te je mogu usporediti s našim "kozmičkim susjedstvom". Primjerice, dok naš Sunčev sustav ima podjednak broj stjenovitih i plinovitih divova, čini se da su stjenoviti planeti statistički znatno češći u svemiru. No, ono što najviše fascinira jest nevjerojatna raznolikost planetarnih tipova koji nemaju ekvivalenta u našem sustavu.

Otkriveni su svjetovi koji prkose našoj intuiciji. Postoje takozvani "vrući Jupiteri", plinoviti divovi veličine Jupitera koji kruže oko svojih zvijezda na udaljenostima manjim od Merkurove oko Sunca, s godinama koje traju svega nekoliko zemaljskih dana. Pronađeni su planeti koji orbitiraju oko dvije zvijezde istovremeno, poput Tatooinea iz "Zvjezdanih ratova", ali i planeti koji ne kruže ni oko jedne zvijezde – takozvani planeti lutalice (rogue planets) – koji sami lutaju hladnom tamom međuzvjezdanog prostora. Otkriveni su svjetovi prekriveni oceanima lave, planeti s gustoćom stiropora te oni čiji su oblaci sačinjeni od dragulja poput rubina i safira.

"Svaki od različitih tipova planeta koje otkrivamo pruža nam informacije o uvjetima pod kojima se planeti mogu formirati i, u konačnici, koliko bi planeti poput Zemlje mogli biti uobičajeni te gdje bismo ih trebali tražiti", objašnjava Dawn Gelino, voditeljica NASA-inog Programa za istraživanje egzoplaneta (ExEP). "Ako želimo saznati jesmo li sami u svemiru, svo ovo znanje je od presudne važnosti."

Metode lova na planete: Kako znanstvenici "vide" nevidljivo

Pronalaženje ovih dalekih svjetova zahtijeva iznimnu domišljatost, budući da su egzoplaneti nevjerojatno maleni i blijedi u usporedbi sa sjajem svojih matičnih zvijezda. Manje od 100 egzoplaneta je dosad izravno snimljeno, jer se većina izgubi u blještavilu zvjezdane svjetlosti. Stoga se znanstvenici oslanjaju na nekoliko genijalnih neizravnih metoda detekcije.

• Tranzitna metoda: Ovo je najproduktivnija metoda do danas, odgovorna za tisuće otkrića. Astronomi prate sjaj zvijezde i traže sićušna, periodična zatamnjenja. Do zatamnjenja dolazi kada planet, iz naše perspektive, prođe ispred svoje zvijezde, blokirajući djelić njezine svjetlosti. Misije poput legendarnog teleskopa Kepler i njegovog nasljednika TESS specijalizirane su za ovu metodu.


• Metoda radijalne brzine (Dopplerova spektroskopija): Ova metoda ne promatra planet, već njegov utjecaj na zvijezdu. Kako planet kruži, njegova gravitacija uzrokuje lagano "njihati" zvijezdu. To njihanje uzrokuje promjene u boji svjetlosti zvijezde (Dopplerov efekt) koje osjetljivi instrumenti na Zemlji mogu detektirati.


• Gravitacijske mikroleće: Ova tehnika koristi fenomen predviđen Einsteinovom općom teorijom relativnosti. Kada jedna zvijezda prođe ispred druge, udaljenije zvijezde, njezino gravitacijsko polje djeluje kao leća, savijajući i pojačavajući svjetlost pozadinske zvijezde. Ako zvijezda-leća ima planet, njegova vlastita gravitacija stvorit će dodatni, kraći bljesak u pojačanju svjetlosti.


• Astrometrija: Ovo je precizno mjerenje položaja zvijezde na nebu. Ako zvijezda ima planet, on će uzrokovati sićušno, ali mjerljivo, pomicanje zvijezde u njenom kretanju po nebu.

Budući da signali mogu biti uzrokovani i drugim fenomenima, svaki kandidat za egzoplanet mora proći rigorozan proces potvrde, često korištenjem dodatnih teleskopa i metoda, što može potrajati. Zbog toga se u NASA-inom Arhivu egzoplaneta nalazi dugačak popis kandidata. "Zaista nam je potrebna suradnja cijele zajednice ako želimo maksimizirati naša ulaganja u misije koje proizvode kandidate za egzoplanete," kaže Aurora Kesseli iz NExScI.

Budućnost istraživanja: U potrazi za drugom Zemljom

Stopa otkrića egzoplaneta eksponencijalno je porasla (arhiva je dosegla 5.000 potvrđenih planeta prije samo tri godine), a očekuje se da će se taj trend nastaviti. Znanstvenici s nestrpljenjem očekuju tisuće novih kandidata iz misije Gaia Europske svemirske agencije (ESA), kao i iz nadolazećeg Svemirskog teleskopa Nancy Grace Roman. Roman će otkriti tisuće novih egzoplaneta prvenstveno tehnikom gravitacijskih mikroleća.

U NASA-i, budućnost znanosti o egzoplanetima usmjerena je na pronalaženje stjenovitih planeta sličnih Zemlji i proučavanje njihovih atmosfera u potrazi za biosignaturama – bilo kojim znakom, elementom, molekulom ili obilježjem koje bi moglo poslužiti kao dokaz prošlog ili sadašnjeg života. NASA-in Svemirski teleskop James Webb već je analizirao kemijski sastav atmosfera više od 100 egzoplaneta, pružajući nevjerojatne uvide. Međutim, proučavanje atmosfera planeta veličine i temperature Zemlje zahtijevat će novu generaciju tehnologije.

Glavni izazov je odvojiti slabašnu svjetlost planeta od zasljepljujućeg sjaja njegove zvijezde. Primjerice, Sunce je oko 10 milijardi puta sjajnije od Zemlje, što bi bilo više nego dovoljno da potpuno prikrije svjetlost našeg planeta udaljenom promatraču.

Teleskop Roman nosit će demonstracijski instrument nazvan Roman Coronagraph, koji će testirati nove tehnologije za blokiranje zvjezdane svjetlosti kako bi se omogućilo snimanje blijedih planeta. Uz napredak u tehnologiji koronagrafa, NASA razvija koncept za buduću misiju, trenutno nazvanu Habitable Worlds Observatory (HWO), čiji će primarni cilj biti upravo to: izravno snimanje planeta sličnih Zemlji i analiza njihovih atmosfera u potrazi za znakovima života.