gov-civil-vilareal.ptPochod nových planét ukazuje, že naša slnečná sústava je veľmi zvláštna a my nevieme prečo
>No, toto je skutočne veľmi príjemná správa Astronómovia vydali nový katalóg exoplanét - mimozemských planét obiehajúcich iné hviezdy - detegovaných kozmickou loďou Kepler a ich súčet je teraz celkom 2335 overených planét, pričom 1700 ďalších čaká na potvrdenie. Z nich, 30 sa potvrdilo, že majú veľkosť približne Zeme a obiehajú v obývateľných zónach svojich hviezd, pričom na potvrdenie čaká ďalších 20!
To je úžasný . Nové výsledky pridávajú 219 nových kandidátov na exoplanéty, z toho 10 na Zemi.
Teraz sú to honosné správy (ktoré vysvetlím za sekundu). Ale zaujímavejšou vedeckou správou je, že našli určitý nedostatok planét vo veľkosti približne 1,5 až 2,5 -násobku priemeru Zeme. Hviezdy zrejme milujú vytváranie planét zhruba do takej veľkosti, potom preskočia na asi 2,5 -násobok našej veľkosti. Prečo? A prečo na nich nevidíme také planéty náš slnečná sústava?
Dobre, než sa k tomu dostanem, urobme celú vec „catch-you-up-with-what's-what“.
Kepler je vesmírne observatórium navrhnuté tak, aby hľadelo na jedno miesto na oblohe, na ktorom je asi 150 000 hviezd. Ide o to, že ak má hviezda planéty a obežnú dráhu planéty vidíme bokom od Zeme, potom kedykoľvek planéta prejde priamo pred hviezdu, uvidíme pokles jasu hviezdy. Je to ako malé zatmenie, nazývané a tranzit .
Toto všetko vysvetľujem v epizóda exoplanét z Crash Course Astronomy :
prejavujúce sa čísla peňazíCrash Course Astronomy: Exoplanets
Skutočne nájdenie planét vyžaduje určitý čas, pretože musíte čakať nielen na prechod planéty, ale aj na to, kým sa stane znova , a potom znova a tretí čas. Jeden pokles môže byť spôsobený všetkými druhmi problémov, ako sú hviezdne škvrny (ako slnečné škvrny, ale na iných hviezdach) alebo iné hviezdy v zornom poli ovplyvňujúce výsledky jasu. Druhý pokles zistí, čo možno byť rokom exoplanéty (jeden ponor, potom ďalší o celý obežnú dráhu neskôr), ale skutočná dôvera nastane, keď za druhým uvidíte konzistentné načasovanie tretieho (inými slovami, ďalšie obežné obdobie exoplanéty neskôr). Potom si môžete byť istí, že ste našli planétu.
Časom boli vydané katalógy s aktuálnymi údajmi spoločnosti Kepler a toto je už ôsmy takýto katalóg. Tento nový zahŕňa prvé štyri roky misie a astronómovia úplne prepracovali všetky údaje vrátane použitia nových a sofistikovanejších techník vyvinutých v čase od prvého takéhoto vydania.
Ak je obežná dráha planéty otočená tvárou k nám, nevidíme žiadny tranzit. Ak je to na hrane, tak áno. Kredit: Greg Loughlin
Existujú dva dôležité aspekty údajov. Jeden je obdobie medzi poklesmi, ktoré vám povie dĺžku roku planéty a vzdialenosť od hviezdy (Kepler je pomenovaný po Johannesovi Keplerovi, astronómovi, ktorý zistil, že obežná doba planéty slnečnej sústavy matematicky súvisí s jeho vzdialenosť od Slnka a ktorú možno zovšeobecniť na planétu obiehajúcu okolo akejkoľvek hviezdy). Tiež vám zhruba povie, ako je planéta horúca! Musíte poznať aj vzdialenosť, plus teplotu a veľkosť hviezdy; chladnejšia hviezda ako červený trpaslík môže mať planétu obiehajúcu okolo nej bližšie ako Merkúr okolo Slnka, napriek tomu môže byť chladnejšia ako Zem.
Ďalším aspektom je časť blokovaného svetla hviezd. To vám povie veľkosť planéty za predpokladu, že poznáte veľkosť hviezdy, z ktorej vo väčšine prípadov vychádzame pozorovania pomocou observatória Keck .
Pri skúmaní všetkých údajov astronómovia našli 219 nových možných exoplanét (pred potvrdením, že sú klasifikovaní ako kandidáti). Z toho 10 má nielen rovnakú veľkosť ako Zem, ale má aj obežnú dráhu v správnej vzdialenosti od svojej hostiteľskej hviezdy, aby bola mierna, v čom astronómovia nazývajú obývateľnú zónu. Je to zhruba teplotný rozsah potrebný na to, aby mala na povrchu kvapalnú vodu, ako to robíme tu na dobrej staršej Zemi. Nie je to jediná vec, ktorú potrebuje život, ale je to dobré miesto, kde začať.
Tento nový katalóg prináša 30 známych planét veľkosti Zeme, ktoré obiehajú v obývateľnej zóne.
To je a veľa . Viem, že to nevyzerá ako veľa zo 150 000 hviezd, ale vezmite do úvahy, že nie všetky planéty obiehajú svoje hviezdy bokom, ako je vidieť zo Zeme. Väčšina je šikmá, takže z nášho pohľadu im chýbajú hviezdy a my nevidíme tranzit. Štatisticky povedané, chýba nám najmenej 99% z nich! Takže v tej oblohe na hodinkách Kepler je asi 3000 planét veľkosti Zeme v ich obývateľných zónach.
Ale počkajte, je toho viac: V galaxii sú stovky miliárd hviezd. Extrapolácia naivne, to znamená, že v Mliečnej ceste sú miliardy takýchto planét.
Miliardy .
čo je I kill gigants hodnotené
Hej.
Umelecké dielo zobrazujúce planétu podobnú Zemi obiehajúcu mimozemskú hviezdu. Koľko z týchto planét existuje v Mliečnej ceste? Pravdepodobne miliardy. Kredit: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle
[Umelecké dielo zobrazujúce planétu veľkosti Zeme, dokonca podobajúcu sa Zemi, obiehajúcu okolo mimozemskej hviezdy. Koľko z týchto planét existuje v Mliečnej ceste? Kredit: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle]
Ale to tiež znamená niečo iné. Keď nájdete jeden objekt, je ťažké vedieť veľa o triede predmetov, do ktorých patrí. Máte iba jeden príklad! Ak nájdete v džungli podivného jaštera, je to zaujímavé, ale ukazuje to iba to, že také jaštery existujú. Existujú aj väčšie? Menší? Koľkí tam sú? Ako jedia, kde žijú, aký majú vzťah k iným jašterom?
To isté s planétami. Nájdenie jedného je skvelé. Exoplanéty existujú! To je obrovská správa.
Ale veda skutočne začína, keď nájdeme viac. Oveľa viac. Tisíce viac. Tu sa začína exoplanetárna zoológia.
A tam sme teraz. S tisíckami exoplanét v katalógu Kepler sa trendy začínajú prejavovať. Veľa nájdených planét sú plynové obry ako Jupiter, niektoré dokonca oveľa hmotnejšie. Našlo sa samozrejme veľa planét veľkosti Zeme a mnohé sú o niečo menšie ako Neptún.
Tento nový katalóg však ukazuje niečo veľmi zvláštne : Astronómovia našli veľa planét, ktoré sú zhruba rovnako veľké ako Zem, až asi 1,5 -násobok nášho priemeru. Potom však číslo zrazu klesne. Akonáhle sa dostanete na planéty, ktoré sú o niečo väčšie ako dvojnásobok veľkosti Zeme, čísla sa znova zvýšia. Toto bolo vidieť v starších údajoch, ale teraz sú údaje dostatočne úplné na to, aby ukázali, že nejde o chybu. Je to štatisticky významné; to je skutočné.
Histogram veľkostí exoplanét: Počet nájdených planét (zvislá os) vynesený proti veľkosti planéty (vodorovná os). Všimnite si dioptrie medzi 1 a 2 hmotnosťami Zeme. Na porovnanie je zobrazené dielo dvoch exoplanét. Poďakovanie: NASA/Ames/Caltech/University of Hawaii (B. J. Fulton)
To je veľmi zaujímavé. Na dolnom konci nazývame tieto planéty super-Zemami a na hornej veľkosti sú to mini-Neptúny (Neptún je asi 4-krát širší ako Zem). V skutočnosti sú mini-Neptunes najbežnejším druhom planét nachádzajúcich sa vo vzorke Keplera!
zablokoval si ma na facebooku
To je tiež zaujímavé. V našej vlastnej slnečnej sústave nemáme super Zem ani mini-Neptún. Z nejakého dôvodu, najbežnejšie planéty v galaxii sa nenachádzajú okolo nášho Slnka .
To nám hovorí niečo dôležité, aj keď nie je jasné, čo to je. Môžeme však hádať. Planéty vznikajú z rotujúceho disku materiálu okolo mladej hviezdy, ktorý sa nazýva protoplanetárny disk . Podrobnosti sú komplikované, ale vo všeobecnosti sa najskôr vytvoria malé zrná, ktoré potom narastú, keď narážajú na iné zrná a lepia sa na ne. Tieto sa počas miliónov rokov zväčšujú zhruba na kilometer (hovoríme im tieto planetesimály) a zrážajú sa, aby vytvorili oveľa väčšie protoplanéty široké asi tisíc kilometrov.
Mediálny most zdravého rozumu do terabitie
Kresba znázorňujúca vzťah medzi planétami. Všetko z protoplanetárneho disku; niektoré rastú dostatočne veľké na to, aby mohli byť plynovými obrami, iné zostávajú malé ako Zem. Ale niektoré malé rastú na mini-Neptunes. Všetky tri skupiny planét sú odlišné. Poďakovanie: NASA/Kepler/Caltech (T. Pyle)
Tieto sa stávajú jadrami skutočných planét ako Zem. Ak dôjde materiál, kým protoplanéta dosiahne veľkosť Zeme, prestane rásť. Ale ak tam ešte niečo sú, môže sa to zväčšiť. Akonáhle dosiahne asi 1,5 -násobok priemeru Zeme (čo by mu poskytlo viac ako 3 -násobok hmotnosti Zeme*) gravitácia je dostatočne silná, aby začala držať ľahšie plyny ako vodík a hélium. Toto je zlomový okamih pre mladú planétu, pretože okolo je veľa toho plynu. Môže sa rozrásť, zväčšiť medzeru a stať sa mini-Neptúnom (prinajmenšom; mohol by sa stať skutočným plynovým gigantom ako Saturn alebo Jupiter, ale tieto sú zďaleka menej bežné ako mini-Neptunes).
Aspoň to je súčasné myslenie. Ale ak je to pravda, prečo tu nie je žiadna z týchto superzeme alebo mini-Neptunov, ktoré by obiehali okolo Slnka? Tomu sa nerozumie Hypotéz je veľa a jedna sa zaoberá Jupiterom. Ako sa Jupiter zväčšoval, interagoval by s protoplanetárnym diskom a pri čerpaní materiálu z disku by migroval k Slnku. Rozprúdilo to tam disk a všetky protoplanety, ktoré sa vytvoria, by do seba narazili a lietali trosky. Väčšina z toho bola vyhodená z vnútornej slnečnej sústavy, ale to, čo zostalo, tvorili planéty, ktoré teraz vidíme. Pretože bolo materiálu menej, planéty druhej generácie, ktoré máme vo vnútornej slnečnej sústave, sú menšie. Potom gravitačné interakcie so Saturnom vytiahli Jupiter späť a máme systém, ktorý vidíme teraz.
To môže alebo nemusí byť správne; astronómovia sú stále v raných fázach zisťovania! Pri pohľade na našu vlastnú slnečnú sústavu je ťažké vedieť, čo je čo. Porovnávanie a kontrastovanie je vynikajúci spôsob, ako odhaliť záhadný pôvod a rastúce bolesti nášho miestneho systému a dobrou správou je, že teraz máme mnoho ďalších planetárnych systémov, s ktorými môžeme porovnávať ten náš.
Toto nie je taká jemná pripomienka jedného z najúžasnejších aspektov astronómie: Keď sa pozrieme do vesmíru, keď hľadíme a študujeme objekty, nachádzame bilióny po triliónoch kilometrov ďaleko, zisťujeme, že svojmu vlastnému domovu rozumieme. lepšie.
Ak by to bol jediný dôvod, prečo sme robili vedu, potom už len to by stálo za to.
*Hmotnosť planéty závisí od jej objemu a objem stúpa ako kocka polomeru. Planéta 1,5 -krát širšia ako Zem má 1,5 x 1,5 x 1,5 = 3,4 hmotnosti Zeme. Toto je hrubý odhad, ale dostatočne blízky. Ide o to, že gravitácia je oveľa silnejšia.
[Najlepší kredit obrázku: N. ASA/JPL-Caltech ]
