Przed pięcioma miliardami lat, gdzieś na peryferiach naszej Galaktyki unosiła się wirująca chmura pyłu i gazu międzygwiezdnego. Takich chmur, obłoków i mgławic jest dziś bardzo wiele, ale ta jedna interesuje nas szczególnie. Właśnie w owym czasie wewnątrz ciemnej chmury gazowo-pyłowej miało miejsce epokowe dla nas wydarzenie. Oto na skutek łańcucha zjawisk fizycznych narodziła się nowa gwiazda - ta, którą obecnie nazywamy Słońcem. Wewnątrz ogromnej kuli gazowej zapłonął reaktor termojądrowy, rozpoczęło się wyzwalanie energii. Po niedługim czasie w okolicy Słońca pojawiły się planety, a wśród nich Ziemia. To był początek naszego układu planetarnego.
Może to się wydać dziwne, ale astronomowie dość dokładnie znają mechanizm narodzin odległej gwiazdy, natomiast bardzo niewiele mogą powiedzieć o powstawaniu jej układu planetarnego. Mamy pewniejszą i dokładniejszą wiedzę o powstaniu i ewolucji wszechświata, niż o początkach i rozwoju Ziemi. Po prostu nie wiemy do dziś jak powstała planeta, na której żyjemy. A szukanie wiedzy na ten temat jest podyktowane nie tylko zwykłą ciekawością. Chodzi tu bowiem o odpowiedź na zasadnicze pytania: czy układy planetarne są we wszechświecie zjawiskiem typowym czy wyjątkowym? Jakie są szanse istnienia w niezmierzonych przestrzeniach kosmicznych ośrodków życia i cywilizacji? Aby dać na nie odpowiedź musimy poznać dokładnie mechanizmy powstawania planet.
Większość astronomów uważa dziś, że posiadanie planet jest ogólną prawidłowością świata gwiazd. Mamy tego liczne dowody. Wciąż jednak wielu specjalistów uważa, że nasz układ planetarny jest czymś wyjątkowym, być może jedynym w całej Galaktyce, jeśli nie w całym wszechświecie. Powstanie planet - twierdzą nieliczni zwolennicy tego poglądu - jest efektem niesłychanego zbiegu okoliczności, dziwacznym wybrykiem natury. Również życie, jako sposób istnienia białka, jest czymś zupełnie wyjątkowym, jedynym swego rodzaju fenomenem. „Wszechświat nie był brzemienny życiem, podobnie jak biosfera nie była brzemienna człowiekiem. Po prostu nasz numer wypadł w ruletce" - twierdził wybitny biolog francuski, laureat Nagrody Nobla, Jacques Monod.
Inni specjaliści sądzą, że planety mogą powstawać tylko w ściśle określonych warunkach i nie każda gwiazda przechodzi w ciągu swej ewolucji przez okres takich warunków. Niestety, nie wiemy, jakie to są warunki, jak często zdarzają się w życiu gwiazd, jak długo trwają. Stąd nawet w przybliżeniu nie potrafimy określić, czy we wszechświecie istnieją biliony, miliardy, czy może tylko setki ciał podobnych do Ziemi.
Astronomowie opracowali ponad 100 różnych hipotez o powstaniu układu planetarnego Słońca. Można je z grubsza podzielić na 3 grupy. Podstawowym założeniem pierwszej grupy jest samorzutne zrodzenie planet przez Słońce, drugiej - udział w tym procesie innego ciała kosmicznego, trzecia grupa traktuje powstanie planet jako naturalne zjawisko towarzyszące narodzinom gwiazd.
Pierwsza grupa hipotez głosi, że Słońce w którymś ze stadiów swej ewolucji wytworzyło okrążające je planety. Mogło to się zdarzyć na samym początku istnienia Słońca, lub też we wczesnej fazie rozwoju gwiazdy. Pierwotny obłok gazowo-pyłowy, z którego powstała nasza gwiazda, pozostawił na obwodzie obracające się pierścienie materii. Dopiero co powstałe Słońce było więc otoczone kilkoma pierścieniami, podobnie jak obecnie Saturn czy Uran. W każdym takim pierścieniu utworzyła się kondensacja materii, stanowiąca zalążek przyszłej planety. Można też przypuszczać, że Słońce w okresie młodości przechodziło okres burzliwych przemian, niestabilności, gigantycznych wybuchów. Wyrzucona podczas tych kataklizmów materia mogła podlegać kondensacji tworząc planety.{mospagebreak}
Wszystkie hipotezy pierwszej grupy zakładają mnogość planet w Galaktyce. Tworzenie się układów planetarnych jest bowiem, zgodnie z nimi, normalnym procesem ewolucji dużej części gwiazd.
Zwolennicy drugiej grupy hipotez sądzą, że Ziemia i inne planety są dziełem kosmicznej katastrofy. Wędrując w przestrzeniach kosmicznych gwiazda nasza napotkała inną gwiazdę lub mgławicę. Wystarczyło bliskie przejście obok obcej gwiazdy, by z wnętrza Słońca wyrwana została duża porcja materii w kształcie ogromnego cygara, które potem rozpadło się na pojedyncze krople. Te znajdujące się na końcu obłoku są niewielkie (Merkury, Neptun), zaś środkowe - olbrzymie (Jowisz, Saturn).
A może Słońce spotkało na swej drodze gwiazdę nową, która właśnie eksplodowała i przechwyciło materię wylatującą z jej wnętrza? Mogło się również spotkać z mgławicą pyłową, jakimi usłana jest cała nasza Galaktyka. Z materii zawartej w takiej mgławicy również mogła powstać planeta. Impulsem rozpoczynającym proces planetotwórczy mogło być przejście Słońca w pobliżu czarnej dziury lub każdego innego obiektu o znacznej masie. W każdej z hipotez tej grupy powstanie planet jest dziełem przypadku, zbiegiem okoliczności, a więc mogło być wydarzeniem jednorazowym niepowtarzalnym.
Trzecia grupa hipotez traktuje powstanie planet jako naturalny proces kosmologiczny. Zarówno gwiazdy jak i planety - twierdzą zwolennicy tych hipotez - powstały wskutek kondensacji materii pyłowo-gazowej w Galaktyce. Pod wpływem sił grawitacji poszczególne zgrupowania materii bądź spadały na inne powiększając je, bądź zaczynały krążyć wokół siebie. W ten sposób powstały gwiazdy podwójne, układy wielokrotne gwiazd, a także układy planetarne. Zgodnie z tego rodzaju hipotezami niemal każda gwiazda pojedyncza powinna posiadać układ planetarny. Ta ostatnia grupa hipotez ma obecnie najwięcej zwolenników.
Jest to efektem niezwykłych postępów w astronomii. Obserwatorzy wynaleźli bardzo skuteczne metody obserwacji planet krążących wokół dalekich gwiazd. W okresie kilkunastu lat astronomowie odkryli kilkaset układów planetarnych towarzyszących gwiazdom. I chociaż wciąż jeszcze nie potrafimy wyobrazić sobie warunków fizycznych, jakie panują na ich powierzchniach, sam fakt ich istnienia nie budzi wątpliwości. Inna sprawa, czy mogą one być oazami życia w dalekim kosmosie. Jak na razie obserwacje powierzchni tych planet nie są możliwe, ale postępy astronomii są w ostatnich latach ogromne. Chwila, gdy będziemy mogli zobaczyć powierzchnię pierwszej pozasłonecznej planety i określić jej warunki fizyczne, jest chyba bliska...
Andrzej Klimek