Kad bi netko na planetu GJ 1002 b, udaljenom oko 16 svjetlosnih godina, pratio noćno nebo, susjedni planet GJ 1002 c golim bi mu se okom činio kao da usporava, staje i kreće unatrag. Isto bi vidio i promatrač na planetu c oko Teegardenove zvijezde, udaljene 12,5 svjetlosnih godina, kad bi gledao vanjskog susjeda d. To je prividno retrogradno gibanje, ista pojava koju sa Zemlje vidimo kod Marsa. Izračunali su ga Woong-bae „Galaxy” Zee sa Sveučilišta Sejong i Sveučilišta Yonsei u Seulu i Suk-Jin Yoon sa Sveučilišta Yonsei, u radu objavljenom u listopadu u časopisu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, za stjenovite planete u poznatim sustavima s više planeta.
Na našem nebu planet se iz noći u noć polako pomiče među zvijezdama u jednom smjeru, a onda na neko vrijeme uspori, zastane, krene natrag i zatim opet nastavi starim smjerom. Planet se pritom ne vraća po svojoj putanji. Riječ je o perspektivi. Zemlja je bliža Suncu i brža od Marsa, pa ga svako malo prestigne, kao što automobil u bržoj traci prestiže sporiji, koji se vozaču na trenutak čini kao da klizi unatrag.
Zašto bi to nekome bilo važno
Retrogradno gibanje imalo je veliku ulogu u povijesti astronomije. Dok se vjerovalo da Zemlja nepomično stoji u središtu svemira, petlje Marsa, Jupitera i Saturna trebalo je objašnjavati sve složenijim sustavima krugova unutar krugova. Kopernikov model, u kojem Zemlja i ostali planeti kruže oko Sunca različitim brzinama, objasnio ih je mnogo jednostavnije. O samom Koperniku pisali smo u tekstu 10 stvari koje vjerojatno niste znali o Nikoli Koperniku.
Autori pritom upozoravaju na nešto što se u popularnim prikazima često preskače: retrogradno gibanje mogli su objasniti i model sa Zemljom u središtu i model sa Suncem u središtu. Samo opažanje petlje zato ne otkriva koje je objašnjenje točno. Ono je tek zagonetka koju svaki model mora riješiti.
Zee na toj ideji gradi pojam koji naziva developmentability. Na hrvatskom bi to otprilike bila pogodnost nekog svijeta za razvoj znanosti i tehnologije. Potraga za životom dosad se uglavnom vrtjela oko nastanjivosti, odnosno pitanja ima li planet prikladnu temperaturu i može li na njemu postojati tekuća voda. No planet na kojem život može postojati ne mora nužno roditi bića koja će jednog dana razumjeti kako se kreću nebeska tijela. Riječ je o uvjetima okoliša koji tehnološki razvoj mogu olakšati ili otežati. Uz astronomske tragove autori navode i druge primjere, poput toga koliko bi teško bilo lansirati rakete s planeta jače gravitacije ili kako bi aktivnost zvijezde mogla utjecati na radijsku komunikaciju.
Takvo razmišljanje ima i praktičnu stranu. Program SETI, potraga za izvanzemaljskom inteligencijom, ne traži život općenito, nego tragove tehnologije, poput radijskih signala. Ako se pokaže da neki uvjeti olakšavaju put do znanosti, a drugi ga otežavaju, to bi jednog dana moglo pomoći pri odabiru zvijezda kojima vrijedi posvetiti ograničeno vrijeme na teleskopima.
Kako su to izračunali
Autori su iz NASA-ina arhiva egzoplaneta izdvojili poznate sustave s više planeta u kojima barem jedan stjenoviti planet kruži u nastanjivoj zoni, području oko zvijezde u kojem bi na površini mogla postojati tekuća voda. Na svaki takav planet postavili su zamišljenog promatrača i za susjedne planete izračunali kako bi se kretali po njegovu nebu i koliko bi sjajili u odbijenoj svjetlosti zvijezde.
Uzorak je obuhvatio 40 parova promatračkog i promatranog planeta prema široj, „optimističnoj” definiciji nastanjive zone i 19 parova prema užoj, „konzervativnoj”. Za 36, odnosno 15 parova bilo je dovoljno podataka o putanjama za izračun. U svakom ispitanom slučaju retrogradno gibanje geometrijski postoji. Pravo je pitanje bi li ga itko primijetio.
Zato su postavili tri razine vidljivosti: uočljivo teleskopom, vidljivo golim okom i lako uočljivo golim okom. Što je razina zahtjevnija, to planet mora biti sjajniji, njegova petlja na nebu veća, a on sam dalje od zvijezde, da ga ne proguta njezin sjaj. U referentnom modelu, uz pretpostavku da planeti odbijaju otprilike 30 posto svjetlosti (geometrijski albedo 0,30), teleskopom bi petlja bila uočljiva u 90,4 posto ispitanih rasporeda za optimistični uzorak i u 80,0 posto za konzervativni. Golim okom bila bi vidljiva u 75,0 i 73,5 posto, a lako uočljiva u 19,0 i 17,0 posto rasporeda. Ti postoci opisuju moguće rasporede planeta na putanjama u modelu, a ne udio vremena u kojem bi se pojava doista mogla promatrati.
Pogled prema van
Presudan je smjer pogleda. Kad promatrač gleda planet koji je od zvijezde udaljeniji od njegova vlastitog, kao što mi gledamo Mars, taj se planet može pojaviti visoko na tamnom noćnom nebu. Planeti bliži zvijezdi, poput Merkura i Venere za nas, uvijek ostaju u njezinoj blizini, pa ih sjaj zvijezde lako sakrije. U optimističnom uzorku bilo je šest parova s pogledom prema van i svih šest u svakom je referentnom izračunu zadovoljilo najzahtjevniji kriterij, onaj za pojavu lako uočljivu golim okom.
Priopćenje Sveučilišta Sejong izdvaja dva slučaja, oba u našem bliskom susjedstvu i oba s pogledom prema van. GJ 1002 je crveni patuljak s otprilike osminom Sunčeve mase. Njegova dva planeta, mase slične Zemljinoj, otkrivena su 2022., o čemu smo pisali u tekstu Otkrivene dvije potencijalno nastanjive egzo-Zemlje. Unutarnji planet b obiđe zvijezdu za nešto više od 10 dana, a vanjski c za nešto više od 21 dan. Sustav se našao i na popisu ciljeva za potragu za životom o kojem smo pisali u ožujku, u članku Astronomi izdvojili 45 najboljih svjetova za potragu za izvanzemaljskim životom.
Teegardenova zvijezda još je bliža i još manja, s otprilike desetinom Sunčeve mase. Oko nje su pronađena tri planeta mase usporedive sa Zemljinom, s ophodima od otprilike 5, 11 i 26 dana. Promatrač na srednjem, planetu c, gledao bi prema vanjskom susjedu d.
Što studija ne tvrdi
Rad ne pokazuje da na tim planetima postoji život, a kamoli civilizacija. Za to nema nikakvih dokaza. To što se neka pojava vidi na nebu ne znači ni da će je netko protumačiti i iz nje razviti znanost. Ideja o „izvanzemaljskom Koperniku” zato ostaje zanimljiva spekulacija, a ne zaključak rada. Autori i sami naglašavaju da su ispitali samo jednu vrstu astronomskih tragova, a ne koliko bi takvih promatrača moglo biti ni koliko je vjerojatan tehnološki razvoj.
Izračuni imaju i jasne granice. Putanje ovih planeta poznate su s velikom nesigurnošću. Planeti oba sustava otkriveni su po sitnom njihanju zvijezde, a ta metoda daje samo najmanju moguću masu planeta i ne otkriva nagib putanje. Model ne uključuje međusobno gravitacijsko djelovanje planeta ni uvjete promatranja, pa autori naglašavaju da su predviđanja za pojedine parove ograničena. Ne zna se ni imaju li ti planeti atmosferu, a gusti oblaci mogli bi nebo potpuno zakriti. Planeti tako blizu crvenih patuljaka vjerojatno su i plimno vezani, odnosno stalno okrenuti zvijezdi istom stranom, pa bi noćno nebo postojalo samo na jednoj polutki. Crveni patuljci k tome često snažno bljeskaju, a dio astronoma smatra da su njihovi sustavi loši kandidati za život, o čemu smo pisali u tekstu Planeti oko crvenih patuljaka vjerojatno nikada neće imati izvanzemaljski život.
Vrijednost rada stoga je u pitanju koje postavlja, a ne u odgovoru o izvanzemaljcima. Zee i Yoon potragu pomiču s pitanja može li negdje postojati život na pitanje kakvo bi nebo imao netko tko bi ondje živio i bi li ga to nebo navelo na pitanja kakva su si postavljali naši preci. Odgovor ovisi o boljim mjerenjima. Što se preciznije budu znali nagibi i oblici putanja ovih planeta, to će se pouzdanije moći reći kako bi njihovo nebo doista izgledalo.
