Naukowcy odkryli światy, o których wcześniej nawet nie śniliśmy. Taki był 2020 r. w kosmosie

Poniżej przypominam tylko te najciekawsze wydarzenia. Wybór jest czysto subiektywny. Jeżeli coś pominąłem, śmiało możecie przypomnieć to w komentarzach. Kolejność również jest przypadkowa.

Zacznijmy może od najbardziej enigmatycznych, a zarazem zaskakująco prostych tworów, które jeszcze do niedawna były tylko koncepcjami czysto teoretycznymi. Po wielu latach zastanawiania się skąd się bierze podział na małe czarne dziury o masie gwiazdowej i ogromne supermasywne czarne dziury o masie milionów i miliardów mas Słońca, astronomowie w końcu odkryli w jednej z gromad kulistych brakujące ogniwo.

3XMM J215022.4-055108, czyli czarna dziura o masie pośredniej (IMBH), której masę szacuje się na około 50 000 mas Słońca pozostawała całkowicie ukryta przed czujnym okiem teleskopów. O jej istnieniu naukowcy mogli dowiedzieć się dopiero wtedy, gdy rozerwała przelatującą w jej pobliżu gwiazdę. Przez chwilę, w trakcie pożerania szczątków gwiazdy, czarna dziura była widoczna dla obserwatorium rentgenowskiego Chandra.

To istotne odkrycie, może ono bowiem wskazywać, że takich czarnych dziur o masie pośredniej może w przestrzeni być całkiem sporo, jednak ich przeciętna masa i położenie mogą sprawiać, że nie przyciągają one do siebie ani gazu, ani pyłu, ani gwiazd. A jak wiadomo, gdy taki obiekt nie pochłania żadnej materii, nie emituje też żadnego promieniowania i jest praktycznie nie do odkrycia.

Na początku maja, astronomowie z Europejskiego Obserwatorium Południowego poinformowali o odkryciu najbliższej (z dotąd odkrytych) czarnej dziury. Wstępne informacje wskazały, że zaledwie 1000 lat świetlnych od Układu Słonecznego znajduje się czarna dziura o masie gwiazdowej. Astronomowie nie zaobserwowali samej czarnej dziury, ale jej obecność wywnioskowali analizując ruch dwóch gwiazd w układzie potrójnym HR 6819.

Ruch gwiazd doskonale tłumaczy obecność niewidocznego obiektu o masie co najmniej 4 mas Słońca. Tutaj jednak należy zrobić pewne zastrzeżenie: kilka miesięcy po ogłoszeniu odkrycia inni astronomowie poddali je w wątpliwość. Okazało się, że być może jednak da się wyjaśnić ruch obu gwiazd bez konieczności dodawania do układu czarnej dziury. Pytanie, gdzie znajduje się najbliższa czarna dziura pozostaje zatem nadal otwarte.

Niemal pół roku po informacji o pierwszej czarnej dziurze o masie pośredniej, astronomowie zajmujący się analizą fal grawitacyjnych poinformowali o tym, że detektory LIGO oraz Virgo zarejestrowały fale grawitacyjne wyemitowane w procesie łączenia się dwóch czarnych dziur o masie 66 i 85 mas Słońca.

W zderzeniu GW190521 obu czarnych dziur część materii została przekształcona w czystą energię fal grawitacyjnych, a część… utworzyła czarną dziurę o masie 142 mas Słońca. W ciągu kilku miesięcy otrzymaliśmy dwa jakościowe różne potwierdzenia na istnienie i ewolucję czarnych dziur o masie pośredniej.

Tutaj warto wspomnieć, że na początku października czarne dziury ponownie przebiły się do mainstreamu dzięki decyzji Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk, która postanowiła w tym roku przyznać Nagrodę Nobla z fizyki naukowcom zajmującym się czarnymi dziurami. Sir Roger Penrose otrzymał nagrodę za matematyczne potwierdzenie istnienia czarnych dziur, a Reinhard Genzel wraz z Andreą Ghez za odkrycie supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej.

Od momentu odkrycia pierwszych egzoplanet ponad 20 lat temu, tempo kolejnych odkryć tylko rośnie. Co więcej, odkrywamy światy, których istnienia nikt się nie spodziewał. Ich charakterystyka jest zupełnie inna niż wśród planet Układu Słonecznego. Obecnie niemal bezustannie do katalogu znanych planet pozasłonecznych dopisywane są kolejne globy.

W 2020 r. wśród nich znalazła się planeta, na powierzchni której temperatura nie wynosi 0 stopni Celsjusza czy nawet 480 piekielnych stopni znanych z Wenus, a 2400 stopni Celsjusza. Tak absurdalna temperatura sprawia, że po nasłonecznionej stronie planety odparowują nawet metale. Taka para gazowego żelaza jest następnie dzięki wiatrom przenoszona na drugą stronę planety, gdzie po ochłodzeniu opada jako żelazny deszcz.

Mówiąc o innych światach, warto tutaj wspomnieć o tym, że astronomowie po raz kolejny potwierdzili istnienie planety skalistej o rozmiarach zbliżonych do Ziemi w najbliższym nam układzie gwiezdnym. Za pomocą instrumentu ESPRESSO astronomowie zmierzyli prędkość radialną Proximy Centauri, najbliższej nam gwiazdy. Wyniki jednoznacznie wskazały, że wokół gwiazdy krąży planeta.

Odkrywanie planet nie musi jednak ograniczać się jedynie do poszukiwania tranzytów (nieznacznych spadków jasności gwiazdy spowodowanych przejściem na ich tle ich własnych planet) czy też badania prędkości radialnych. Jakby nie patrzeć mamy już XXI wiek. Dzięki temu, korzystając z najnowszych zdobyczy technologii, astronomowie byli w stanie wykonać w tym roku zdjęcie planety krążącej wokół gwiazdy beta Pictoris oddalonej od nas o 63 lata świetlne.

Zważając na odległość tego układu od nas, było to wprost przełomowe wydarzenie. Do wykonania zdjęcia wykorzystano wszystkie zwierciadła Bardzo Dużego Teleskopu oraz precyzyjnie obliczono moment, w którym z naszego miejsca w przestrzeni planeta Beta Pictoris c – gazowy olbrzym o masie 8 mas Jowisza – będzie odbijała wystarczająco dużo światła swojej gwiazdy i jednocześnie będzie od niej wystarczająco oddalona. Jak widać powyżej, operacja zakończyła się sukcesem.

Zamykając paletę sposobów odkrywania planet należy wspomnieć o odkryciu za pomocą chyba najrzadziej raportowanych metod. Naukowcy z polskiego projektu OGLE odkryli planetę krążącą wokół… niczego.

Ta konkretna planeta nie ma swojej gwiazdy i najprawdopodobniej została wskutek interakcji grawitacyjnych z inną planetą, wyrzucona ze swojego macierzystego układu planetarnego i od tego czasu samotnie przemierza przestrzeń międzygwiezdną. Jak odkryć taką planetę, która sama z siebie nie świeci, żadna gwiazda jej nie ogrzewa, więc generalnie jest ogromnym kamieniem płynącym przez zimną przestrzeń międzygwiezdną?

Tutaj pojawia się specjalność projektu OGLE, a mianowicie tzw. mikrosoczewkowanie grawitacyjne. Każdy obiekt o dużej masie – a planeta charakteryzuje się sporą masą – wskutek grawitacji delikatnie zakrzywia drogę przelatującego wokół niej światła. Jeżeli centralnie za takim obiektem (z naszej perspektywy) znajdzie się powiedzmy gwiazda, to planeta skupi jej światło, a instrumenty znajdujące się na Ziemi zarejestrują nieznaczny wzrost jasności owej gwiazdy. W taki sposób odkryto właśnie OGLE-2016-BLG-1928.

Wenus w tym roku wyróżniła się z zupełnie innego powodu. Zespół astronomów, w składzie którego znalazł się także polski astrofizyk Janusz Petkowski, ogłosił we wrześniu odkrycie w chmurach planety fosforowodoru, którego tam nie powinno być. Choć samego związku chemicznego znaleziono w chmurach niezwykle mało, to jednocześnie już ta ilość sprawiła, że Wenus momentalnie znalazła się na czołówkach wszelkich serwisów informacyjnych na świecie.

Według autorów badania fosforowodór w atmosferze Wenus może bowiem wskazywać na istnienie życia w chmurach drugiej planety od Słońca. Nie mówimy o jakimś złożonym życiu, a raczej o jakiejś podstawowej mikrobiologii. Nie zmienia to jednak faktu, że takie odkrycie byłoby wprost przełomowe.

Bardzo szybko po ogłoszeniu odkrycia w mediach pojawiły się głosy sceptyków i naukowców negujących prawdziwość odkrycia. Jednak jak na razie ostatecznie ani nie dowiedziono, ani nie zanegowano istnienia fosforowodoru (fosfiny) w chmurach Wenus. Zanim nie polecimy do Wenus z dedykowaną misją, nie będziemy wiedzieli, czy w 2020 r. czasem nie znaleźliśmy pierwszego życia pozaziemskiego.

W połowie stycznia oficjalnie swoją pracę rozpoczął największy radioteleskop na Ziemi. Chiński teleskop FAST, którego czasza umieszczona w naturalnej niecce między wzgórzami ma średnicę aż 500 metrów. Choć radioteleskopy pozwalają badać wiele zjawisk astrofizycznych czy też same początki i historię ewolucji wszechświata, to najbardziej do wyobraźni przemawia fakt, że FAST potencjalnie jest w stanie odkryć sygnały wyemitowane przez obce cywilizacje z odległości nawet 1000 lat świetlnych.

Uruchomienie radioteleskopu FAST nabrało zupełnie nowego znaczenia pod koniec roku, kiedy wskutek zerwania lin podtrzymujących odbiorniki doszło do całkowitego zniszczenia legendarnego już 305-metrowego radioteleskopu Arecibo w Portoryko, który paradoksalnie był przez pół wieku największym radioteleskopem na Ziemi do czasu zbudowania FAST. Widocznie król może być tylko jeden.

Przygotowanie misji kosmicznej od momentu koncepcji do momentu startu zajmuje długie lata, czasami przeciągające się na ponad dekadę. Z tego też powodu nawet pandemia koronawirusa nie była  w stanie zatrzymać większości zespołów, które planowały wysłać w tym roku swoje sondy kosmiczne.

10 lutego z Przylądka Canaveral wystartowała sonda Solar Orbiter. Jak sama nazwa wskazuje, celem sondy jest Słońce. W ciągu najbliższych lat przelatując w pobliżu Wenus sonda będzie zmieniała swoją prędkość oraz nachylenie orbity względem ekliptyki. Dzięki temu za jakiś czas Solar Orbiter będzie w stanie jako pierwsza sonda w historii zobaczyć bieguny Słońca, których jak dotąd jeszcze nie widzieliśmy.

Raz na 26 miesięcy Ziemia i Mars znajdują się w takim położeniu względem siebie, że wysłanie wtedy sondy kosmicznej do Czerwonej Planety gwarantuje szybkie dotarcie do celu przy jednoczesnym użyciu możliwie najmniejszych zapasów paliwa. Takie okno startowe otworzyło się w maju tego roku. Po raz pierwszy w historii w ciągu kilku tygodni w stronę Marsa poleciał amerykański łazik Perseverance wraz z helikopterem Ingenuity, pierwsza arabska sonda marsjańska Hope oraz pierwsza chińska sonda marsjańska Tianwen-1. Jedynym pechowcem, który nie zdążył z testami na czas był europejski łazik Rosalind Franklin, który ostatecznie poleci na Marsa dopiero pod koniec 2022 r.

Wszystkie zmierzające aktualnie do Marsa sondy działają perfekcyjnie i dotrą do celu już w lutym 2021 r.

Arabska sonda Hope po wejściu na orbitę wokół Marsa przez co najmniej dwa lata będzie fotografowała powierzchnię planety w zakresie widzialnym oraz zbierała dane w ultrafiolecie.

Amerykańska sonda prosto „z trasy” wejdzie w atmosferę Marsa, gdzie wykorzystując spadochrony i silniki dostarczy na powierzchnię łazik Perseverance oraz testowy, miniaturowy helikopter Ingenuity, który może stać się pierwszym aparatem latającym nad powierzchnią innej planety niż Ziemia.

Chińska sonda marsjańska Tianwen-1, choć jest pierwszym przedsięwzięciem marsjańskim tego kraju, składa się z orbitera i łazika, który będzie musiał bezpiecznie wylądować na powierzchni Marsa. Orbiter będzie wyposażony w wysokiej rozdzielczości kamerę porównywalną z legendarną kamerą HiRISE zainstalowaną na pokładzie amerykańskiej sondy Mars Reconnaissane Orbiter. W przeciwieństwie do amerykańskiej sondy Tianwen-1 najpierw wejdzie na orbitę wokół Marsa, a dopiero kilka tygodni później, wypuści łazik w kierunku powierzchni Marsa. Ostrożności nigdy za dużo.

Ostatni miesiąc 2020 roku dostarczył nam jeszcze kilku dodatkowych sukcesów. Nie tylko bowiem w tym roku wystartowało z Ziemi mnóstwo sond kosmicznych, ale dwie powróciły i to z prezentami jak to na grudzień przystało.

W odstępie zaledwie tygodnia na Ziemię dotarła kapsuła z próbkami gruntu z planetoidy Ryugu, zebranymi przez japońską sondę Hayabusa 2 w 2019 roku oraz kapsuła z próbkami gruntu księżycowego zebranego z powierzchni księżycowego Oceanu Burz przez chińską sondę Chang’e-5.

O ile Japończycy mają już pewne doświadczenie z misjami tego typu, to w przypadku Chin była to pierwsza próba przywiezienia próbek z powierzchni innego ciała niebieskiego. Misja przebiegła jednak całkowicie bezproblemowo, co jest doskonałym prognostykiem na przyszłość chińskiego programu kosmicznego.

Zupełnie inną kwestią jest to co w ciągu tego roku w przemyśle kosmicznym osiągnęła firma SpaceX, która na co dzień zajmuje się, cóż... rewolucjonizowaniem przemysłu kosmicznego. Z tego też powodu poświęciliśmy jej osobne podsumowanie roku.

Podobał się tekst? Polub go lub udostępnij na Facebooku.