Astronomija

Vidutinis egzoplanetų skaičius sistemoje

Vidutinis egzoplanetų skaičius sistemoje


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Man tiesiog kilo klausimas, koks yra įprastas planetų kiekis žvaigždžių sistemoje, nes, mano galva, 8 planetos atrodo palyginti didelės. Taigi ar mes esame aukštesni už vidutinius? Ar galime net pamatyti visas egzoplanetas žvaigždžių sistemoje? Be to, ar žinome, ar asteroidų diržai yra bendri? Ar tikėtina, kad žvaigždė turi planetas?


Geriausias atsakymas yra tas, kad mes nežinome. Eksoplanetų paieškai naudojami metodai yra neišsamūs, t. Y. Jie vienomis aplinkybėmis sugeba rasti planetas aplink žvaigždes, o kitomis - ne.

Pavyzdžiui, žvaigždžių radimas naudojant tranzito aptikimo techniką yra jautresnis planetoms, kurios yra (i) didelės, (ii) arti savo motinos žvaigždės ir (iii) aplink mūsų žvaigždę skrieja aplink savo kraštą. Doplerio metodai yra jautrūs (i) masinėms egzoplanetoms, (ii) toms, kurios yra arti jų pagrindinės žvaigždės, (iii) palankios aptikimui, kai regėjimo linija yra arti orbitos plokštumos.

Kiekvienas aptikimo metodas (ir kiekviena stebėjimo strategija bei teleskopas / palydovas) turi savo ypatybes pasirinkimo šališkumas, bet apskritai vaizdas yra tas, kad egzoplanetų surašymas yra išsamesnis, kai planuojamos masyvios arti planetos, ir labai neišsamios planetos, kurios yra mažos arba skrieja aplink daug ilgesnius nei 10 metų laikotarpius. Tada labai dideliais atsiskyrimais ir labai ilgais orbitos periodais (pagalvokite apie 100 metų) tiesioginio vaizdo tyrimai vėl gali aptikti didžiules egzoplanetas. Mikrolensavimo stebėjimai taip pat gali aptikti net mažas planetas, esančias dideliu atstumu nuo savo žvaigždės.

Viso to rezultatas yra tas, kad bet kuri figūra Pastebėjus žvaigždžių su eksoplanetomis dalis arba egzempliorių skaičius vienoje žvaigždėje yra a apatinė riba. Išimtis yra ta, kai tyrėjai bando atsižvelgti į įvairius atrankos efektus ir pateikti skaičių žvaigždžių, turinčių tam tikrų tipų planetas, dalį tam tikros rūšies orbitoje aplink tam tikrų tipų žvaigždes.

Šiuo metu atrodo, kad modalinis egzoplanetų skaičius vienai žvaigždei yra mažiausiai 1. Kitaip tariant, vis labiau tikėtina, kad dauguma žvaigždžių turi vienokių ar kitokių egzoplanetų.

Keletas faktų ir skaičių. Iš Keplerio tranzito duomenų Petigura ir kt. (2013) teigia, kad 22% į Saulę panašių žvaigždžių skrieja „Žemės dydžio“ planetos jų gyvenamoje zonoje (mano kursyvas), bet jų siužetai rodo, kad bendri planetų, kurių orbitos periodai svyruoja nuo 5 iki 100 dienų (kur Kepleris jautriausias), rezultatai yra tai, kad beveik 60% žvaigždžių yra planetos nuo Žemės iki Jupiterio dydžio. šis diapazonas. Cassanas ir kt. (2012) naudoja mikrolizencinių tyrimų duomenis teigdami, kad 17% žvaigždžių „Jupiteriai“ yra 0,5-10 au atstumu nuo jų pagrindinės žvaigždės, o Neptūno ar „superžemės“ dydžio objektai skrieja dar (maždaug) 50% ir Atitinkamai 60 proc. Šių skaičių derinys taip pat rodo, kad kelios planetos nėra retos, ir jų darbo pavadinimas iš tikrųjų yra „Viena ar daugiau susietų planetų vienai Paukščių Tako žvaigždei iš mikrolinsavimo stebėjimų“.

Taip pat sunku įvertinti kelių planetų sistemų dažnį. Visi būdai yra sugeba aptikti tam tikrų tipų daugybinės sistemos tipus, tačiau vienodai visos gali praleisti kelias planetas, net jei jos ten yra. „Kepler“ aptiko daugybę kelių tranzitinių sistemų, todėl jos nėra retos. Tremaino ir Dongo (2012) atliktas tyrimas parodė, kad mažiausiai 20–30% žvaigždžių, turinčių vieną tranzitu planetą, bus ir kitų. Tai yra virš 15% Keplerio planetų sistemų, kuriose galima tiesiogiai stebėti kelias planetas (t. Y. Kai orbitos plokštumos yra labai arti viena kitos).


NASA teigė, kad vidutiniškai kiekvienoje žvaigždėje yra apie 1 planeta ir kad mes iš tikrųjų esame neįprasta Saulės sistema. Dauguma žvaigždžių galaktikoje yra M žvaigždės ir, nors mes žinome apie daugybę daugybinių planetų sistemų, jas gerokai atsveria kiekis, kai viena eksoplaneta skrieja aplink savo žvaigždę arčiau, nei Merkurijus skrieja aplink saulę. Pavyzdys: Nors „Proxima Centauri“ turi 5 maždaug Žemės dydžio egzoplanetas, VISOS jų orbitos tilptų į Merkurijaus orbitą.


Vidutiniškai kiekviena žvaigždė turi mažiausiai vieną planetą, rodo nauja analizė

Kiekviena Paukščių Tako žvaigždė nušviečia bent vieną palydovinę planetą, remiantis nauja analize, kuri staiga paverčia egzoplanetas įprasta, o ne taisykle, o išimtimi. Tai reiškia, kad milijardai pasaulių yra tiesiog mūsų kosmoso kampelyje. Tai yra didelis poslinkis prieš vos kelerius metus, kai daugelis mokslininkų manė, kad planetas yra keblu padaryti, taigi ir ypatingus dalykus. Dabar žinome, kad jie labiau paplitę nei pačios žvaigždės.

& # 8220Planetos yra kaip zuikiai, kurių jūs tiesiog negaunate, gausite krūvą, & # 8221 sakė Sethas Shostakas, SETI instituto vyresnysis astronomas, nedalyvavęs šiame tyrime.

Taigi iš tikrųjų Paukščių Tako planetų skaičius tikriausiai yra penkis ar dešimt kartų didesnis už žvaigždžių skaičių. Tai kažkas panašaus į trilijoną planetų. & # 8221

Žinoma, bent jau kol kas negalima žinoti, kiek iš šių pasaulių galėtų būti svetingi mūsų pažįstamoms gyvenimo formoms. Tačiau tikimybė yra viliojanti, sakė Šostakas.

Šiuo metu nėra nepagrįsta teigti, kad mūsų galaktikoje yra milijardai gyvenamų pasaulių, tikriausiai kaip apatinė riba, & # 8221. Galbūt jie visi yra sterilūs kaip autoklavas, bet neatrodo labai tikėtina, ar ne? Tai padarytų mus labai keistus. & # 8221

Kiti astronomai teigia, kad mes iš tikrųjų esame nelyginiai ir kad žinomo planetos gyventojų skaičiaus padidėjimas nepadidina tikimybės susirasti protingą gyvenimą bet kuriame iš jų.

Skaičiai pagal bet kokį žmogaus standartą yra didžiuliai, tačiau mes vis dar žiūrime tik į mažą savo galaktikos dalį “, - sakė astronomas ir mokslo rašytojas Johnas Gribbinas, ką tik išleidęs knygą„ Visatoje vienas “. & # 8221 ir # 8220 [Šis tyrimas] padeda geriau suprasti, kaip susiformuoja tokie dalykai kaip planetos ir kaip susiformuoja žvaigždės, tačiau dar daug reikia nueiti, kad galėtume pasakyti, jog bet kurioje iš šių planetų yra gyvybė, ir dar daugiau prieš patekdami į civilizaciją. & # 8221

Naujoji planetos gausa gaunama atlikus šešerių metų milijonų žvaigždžių tyrimą, ištirtą tarptautiniame pietų pusrutulio teleskopų tinkle. Astronomai naudojo subtilų aptikimo metodą, vadinamą gravitaciniu mikrolensavimu, kuris yra vienas iš trijų patikimų būdų rasti saulės spindulių planetas. Kepleris naudoja tranzito metodą, nustatydamas žvaigždės ryškumą, kai planetos kerta priešais juos. Kitos observatorijos naudoja radialinio greičio metodą, matuodamos klibėjimą, kurį sukelia gravitacinis planetos tempimas ant jos žvaigždės. Abi jos yra naudingos ieškant planetų, kurios yra milžiniškos arba tvirtai apkabinamos žvaigždžių. Bet gravitacinis mikrolensavimo metodas gali būti naudojamas surandant planetas didesniame masės diapazone ir didesniame orbitos atstume.

La Silla observatorija

Jis veikia kaip objektyvas priimančioji žvaigždė ir jos tariamos planetos. Priimančiosios Saulės sistemos gravitacinis laukas padidina žvaigždės šviesą fone. Jei žvaigždė priimančioji tikrai turi planetą, planeta iš esmės praplečia objektyvą ir tai yra efektas, kurį galima išmatuoti. Toks derinimas yra neįtikėtinai retas, todėl tarptautinė tyrėjų komanda kiekvieną vakarą ištyrė 100 milijonų žvaigždžių ir pažymėjo žvaigždes su perspektyviomis šviesos kreivės amplifikacijomis, nagrinėdama jas didesne skiriamąja geba. Nuo 2002 iki 2007 metų komanda stebėjo 500 tokių žvaigždžių. 10 atvejų jie galėjo tiesiogiai pamatyti planetos objektyvavimo efektą. Statistinė analizė parodė, kad viena iš šešių tirtų žvaigždžių turi panašios masės planetą kaip Jupiteris, pusė turi Neptūno masės planetas, o du trečdaliai - superžemes. Sujungus rezultatus galima teigti, kad vidutinis planetų skaičius aplink žvaigždę yra didesnis nei viena, sako astronomai naujame Gamta popieriaus.

& # 8220 Kartu šie trys metodai pirmą kartą gali ką nors pasakyti apie tai, kiek paplitusi mūsų pačių Saulės sistema, taip pat apie tai, kiek žvaigždžių orbitoje yra Žemės dydžio planetų, kuriose skystis iš esmės galėtų būti skystas egzistuoja kaip ežerai, upės ir vandenynai, t. y. ten, kur galėtų egzistuoti gyvenimas, kurį mes žinome iš Žemės, & # 8221, sakė Kopenhagos universiteto Niels Bohr instituto Astrofizikos ir planetų mokslo grupės vadovas Uffe Gråe Jørgensenas. ir straipsnio autorius.

Turint tiek daug planetų, gali būti lengva manyti, kad tikimybė tiesiog pagerėjo svetimų medžiotojų gyvybėms, tačiau taip nėra, nes mokslininkai vis dar nežino, ko reikia gyvybei susiformuoti, sakė Paulas Daviesas , Arizonos valstybinio universiteto kosmologas ir astrobiologas.

& # 8220Kiek nekilnojamojo turto yra, nesvarbu, # 8221 sakė jis. & # 8220Man spėju, kad Paukščių Take būtų keli šimtai milijonų į Žemę panašių planetų, tačiau tai jums nėra gerai, jei tikimybė, kad vienoje iš jų susiformuos gyvybė, yra viena iš trilijonų. & # 8221

Tačiau žinių trūkumas mokslininkams neleido daryti išsilavinusių spėjimų. Paimkime Drake'o lygtį, kurią 1961 m. Sukūrė astronomas Frankas Drake'as ir kuria siekiama įvertinti protingų civilizacijų skaičių remiantis prielaidų lygtimi.

Visas darbas, atliktas nuo 1961 m., Kai buvo sukurta ši lygtis, vyko ta pačia linkme, būtent, kad mūsų padėtis čia nėra tokia keista, ne tokia keista, ne tokia keista, ne tokia ypatinga ir & # 8221 - tarė Šostakas. & # 8220Mes nesame unikalūs, bent jau astronomiškai. & # 8221


Statistinė išvada

Norėdami aptikti planetas, astronomai naudojo gravitacinio lęšio metodas kuris sustiprina žvaigždės fono šviesą. Iš tiesų, sistemos (žvaigždės ir jos objektų) gravitacijos laukas veikia kaip padidinamasis stiklas, padidinantis už nugaros esančios žvaigždės šviesą. Šis ryškumo padidėjimas skiriasi, kai sistemos priekiniame plane yra planeta ar daugiau.
Šių retų mikrolęšių įvykių stebėjimas galėtų būti vykdomas per teleskopų tinklą pietiniame pusrutulyje, Australijoje, Pietų Afrikoje ir Čilėje.
Stebėsenos programa aptiks planetas, esančias nuo 75 milijonų kilometrų iki 1,5 milijardo kilometrų, sveriančias nuo penkių kartų didesnės nei Žemės masės iki 10 kartų didesnės nei Jupiteris. Stebėdami tūkstančius žvaigždžių, mokslininkai padidina galimybę aptikti mikrolensetą. Iš tiesų tam reikia daug sėkmės, nes tam reikia tam tikro derinio.
Turime rasti dvi žvaigždžių sistemas, puikiai derančias tarp žvaigždės fono ir priekinės žvaigždės, kurios tarnaus kaip didinamasis stiklas.
Tada būtina aptikti planetą.

Tam reikia, kad planetos orbitos plokštuma būtų taip išlyginta, kad būtų matoma kraštine (žiūrėkite paveikslėlį prieš).
Dėl visų šių priežasčių mokslininkai per šešerius metus intensyviai stebėjo tik tris egzoplanetas.
Ar tai reiškia, kad astrofizikai turėjo didelių šansų arba kad planetų yra tiek daug, kad, nepaisant konteksto, negalėtume jų rasti?
Statistinė išvada yra ta, kad iš šešių tyrinėtų žvaigždžių yra planeta, kurios masė panaši į Jupiterį, pusė žvaigždžių turi Neptūno masę ir du trečdalius superžemių.
"Mes anksčiau galvojome, kad Žemė turi būti unikali mūsų Galaktikoje. Tačiau dabar atrodo, kad Paukščių Tako aplink žvaigždes skrieja milijardai planetų, kurių masė yra panaši į Žemę", - apibendrina pagrindinis bendraautorius Danielis Kubas. šio straipsnio.


XML failo formatas ir versijų valdymo sistema git

Duomenys „Open Exoplanet“ kataloge yra saugomi žmonių skaitomuose XML failuose. Kiekvienai planetų sistemai yra vienas atskiras failas. Mažų tekstinių failų ir žmonėms skaitomo failo formato derinys leidžia visam katalogui sklandžiai dirbti su „git“ - populiarią versijų valdymo sistemą, naudojamą skirtingoms katalogo versijoms valdyti. „Git“ leidžia sinchronizuoti vietinę duomenų bazę su pagrindine „github“ saugykla. Galite pataisyti failus ir pateikti juos atgal į „github“, kad jie būtų įtraukti į pagrindinę saugyklą (galite paprašyti gauti prieigą prie rašymo arba išsiųsti „pull“ užklausą). Be to, galite atsekti visus kiekvieno parametro pakeitimus ir sužinoti, kas ir kurią datą padarė tam tikrą įrašą. Į „git“ įsipareigojimo pranešimą paprastai įtraukiama nuoroda į mokslinį darbą, iš kurio imami duomenys. Taigi kataloge galite lengvai rasti kiekvienos vertės mokslinę nuorodą.

Jei esate labiau susipažinę su paprastomis kableliais arba skirtukais atskirtomis ASCII lentelėmis, jas galite rasti „github“ „oec_tables“ saugykloje. Juose daugiausia yra ta pati informacija kaip ir XML failuose. Tačiau tam tikra informacija, ypač dvejetainės sistemos atveju, negali būti lengvai pavaizduota ASCII lentelėje. Todėl raginame naudoti originalius XML failus, kuriuos pateikia „Open Exoplanet“ katalogas.

Jei norite sužinoti, kaip analizuoti XML failus su „Python“, kad būtų sukurti sklypai iš šio katalogo, pažvelkite į „github“ saugyklą „oec_plots“.


Milijardai egzoplanetų? Tikėkis, tarkim, kosmoso mokslininkai

Egzoplaneta GJ 504b, esanti už 57 šviesmečių, Mergelės žvaigždyne.

Autorius: NASA Goddardo kosminių skrydžių centras / S. Wiessinger

Jau dabar astronomai atrado tūkstančius. Nuo Naujųjų metų dienos 2018 m. NASA patvirtino, kad egzistuoja 3572 egzoplanetos, o dar 5078 laukia galutinio patikrinimo.

Tačiau mokslininkai sako, kad jie dar tik neprasidėjo. Jų vertinamas stebėtojų skaičius yra stulbinantis.

„Paukščių Tako galaktikoje yra šimtai milijardų planetų“, - sako Jeanas-Lucas Margotas, UCLA Žemės, planetų ir kosmoso mokslų skyriaus profesorius ir pirmininkas.

Norėdami tai išdėstyti perspektyvoje: įsivaizduokite, kad juos visus skaičiuojate greičiu vienas per sekundę. Ši užduotis, pasak Margot, užtruks „maždaug 3000 metų“.

Dabar dauguma astronomų teigia, kad didžioji dauguma žvaigždžių turi bent keletą planetų.

Jie kažkada manė priešingai. Manoma, kad egzoplanetų beveik nėra. Mūsų Saulės sistema su aštuoniais pagrindiniais pasauliais buvo laikoma keistenybe.

Tada 2009 m. NASA paleistas kosminis teleskopas „Kepler“ spoksojo į dangaus lopinėlį tarp Cygnus ir Lyra žvaigždynų ir visur matė egzoplanetas.

„Žaidimas tikrai pasikeitė nuo„ Kepler “, - sako Margot. "Tai padarė perversmą astronomijoje".

Menininko įspūdis apie Keplerio kosminį teleskopą.

Norėdami apskaičiuoti tikslesnį galaktikos egzoplanetų skaičiaus įvertinimą, tyrėjai pradeda nuo žvaigždžių skaičiaus.

Problema ta, kad ir dėl to niekas nėra tikras. Tačiau bent 100 milijardų žvaigždžių yra Paukščių Take, sako mokslininkai - galbūt iki 400 milijardų.

Londono Karalienės Marijos universiteto astrofizikas Guillemas Anglada-Escude'as ir artimiausios Žemės eksoplanetos „Proxima b“ atradusios komandos dalis sako: „100 milijardų yra pagrįstas skaičius“.

Taigi paimkite 100 milijardų žvaigždžių, imkitės trijų planetų vienoje žvaigždėje ir padauginkite: tai yra 300 milijardų planetų galaktikoje.

Dar daugiau žvaigždžių - 200 milijardų? 300 milijardų? Ir „jūs žiūrite arti trilijono planetų“, - sako Davidas Kipingas, Kolumbijos universiteto astronomijos profesorius ir „Cool Worlds“ laboratorijos vadovas.

„Tai yra taip gerai, kaip ir dabar. Tai gali būti trilijonas, gali būti ir daugiau. “

Uolinga egzoplaneta HD 219134b.

Šiek tiek kebliau: išsiaiškinti, kiek tų planetų gali skrieti gyvenamojoje zonoje.

Tai vieta žvaigždžių sistemoje, kur pasaulio paviršiaus temperatūra yra vidutinė, kur gali tekėti skystas vanduo, kur gyvybė turi galimybę.

Mokslininkai paprastai sutaria, kad didelė dalis egzoplanetų gyvena zonoje, galbūt nuo penkių iki penkiolikos procentų.

„Tai yra dešimtys milijardų planetų galaktikoje, turinčių tam tikrą gyvenimo potencialą“, - sako Margot.

Astronomai, nepaprastai tikslūs beveik visose kitose srityse, nėra ypač jaudinami dėl daugybės aproksimacijų. Kalbant apie egzoplanetas, svarbu tai: visi skaičiai yra dideli. Labai didelis.

„Kaip žmonės, mes net negalime įsivaizduoti, kas yra milijardai ir milijardai“, - sako SITA Seager, astrofizikė ir planetos mokslininkė iš MIT.

„Bet jie visi yra didžiuliai skaičiai, tiesa? Mes galime dėl to susitarti “.

Ir tai tik kaimynystė, sako Margot. Už Paukščių Tako stūkso „dvi trilijonai galaktikų stebimoje visatoje“, kurių kiekvienoje yra neaprėpiami milijardai žvaigždžių.

Ir tiek planetų?

Šiam Margot nesiūlo numerio.

„Tai galima palyginti su sauso smėlio grūdų skaičiumi visuose Žemės paplūdimiuose“, - sako jis. Įsivaizduokite, kad tai skaičiuojate.


Kiek planetų atrasta?

Kadaise suponuota prielaida ir mokslinė fantastika, aplink ateinančius pasaulius, skriejančius aplink kitas žvaigždes, dabar yra neginčijamas faktas. Astronomai jas vadina egzoplanetomis, o jų rado tūkstančius ir greitai auga.

Pastebėti egzoplanetą nėra lengva - jos yra tolimos, mažytės ir palyginti tamsios. Norėdami juos aptikti, astronomai naudoja du pagrindinius metodus. Pirmasis vadinamas tranzitine fotometrija ir apima teleskopo nukreipimą į žvaigždę ir jo šviesos šviesoje reguliaraus, silpno pritemdymo, kurį sukelia priešais ją skriejanti planeta, paiešką. Kita yra radialinio greičio technika. Tai priklauso nuo gravitacinio egzoplaneto tempimo, dėl kurio jos šeimininkė žvaigždė šiek tiek suvirpa. Dėl šio klibėjimo šviesos bangos ilgis, kurį mes matome iš žvaigždės, skiriasi pagal signalinę lemputę. Kadangi labai dideles planetas, skriejančias šalia savo žvaigždžių, lengviau pastebėti taikant abu metodus, mūsų svetimų pasaulių gabenimas yra perkrautas šiais išpūstais milžinais. Tačiau geresni teleskopai leido pamatyti keletą mažesnių, į Žemę panašių planetų.

Dešimtojo dešimtmečio pradžioje radus pirmąsias egzoplanetas, per ateinantį pusantro dešimtmečio atsirado daugiau atradimų. Tik 2009 m. Paleidus NASA kosminį teleskopą „Kepler“, eksoplanetos atradimų sparčiai padaugėjo. Sukurta stebėti 150 000 žvaigždžių Paukščių Tako pleistre, ši dangaus akis rado apie 2700 planetų ir dar daugiau kaip 2000 įtariamų planetų. Pirmą kartą tai apėmė nedidelį skaičių į Žemę panašių pasaulių, skriejančių tinkamu atstumu nuo savo žvaigždžių, kad galėtų turėti skystą vandenį, kuris yra pagrindinis gyvenimo reikalavimas, kaip mes jį žinome. Keplerio karaliavimas baigėsi 2018 m., Tačiau jo įpėdinis „Transiting Exoplanet Survey Satellite“ jau yra orbitoje ir randa daugiau pasaulių. Jo dizainas reiškia, kad jis atskleis dar daug mažų, uolėtų egzoplanetų, kur labiau tikėtina gyvybė, jei ji egzistuotų už Žemės ribų. Praėjus vos dviem mėnesiams nuo galaktikos tyrimo, jis pastebėjo savo pirmąjį ateivių pasaulį, esantį maždaug už 60 šviesmečių.

Be šių pastangų, kitas iššūkis yra sužinoti daugiau apie atskirus ateivių pasaulius - kokia atmosfera, ar yra vandens, ar jis akmenuotas, ar yra cheminių gyvenimo parašų? Pastangos jau prasidėjo. Mes žinome, kad kai kurių planetų atmosferoje yra vandens ir net debesų. Tačiau geresnės informacijos gaus pažangesni teleskopai. Vienas iš pavyzdžių yra PLATO - Europos kosmoso agentūros teleskopas, kurį ketinama paleisti 2026 m. Jis pasakos mums daugiau apie į Žemę panašias planetas, kurios, mūsų manymu, gali turėti skystą vandenį. O NASA Jameso Webbo kosminis teleskopas bus pakankamai galingas, kad galėtų tiesiogiai vaizduoti kai kurias potencialiai gyvenamas egzoplanetas.

Skelbimas

Galų gale tikslas yra išsiųsti erdvėlaivį į vieną iš artimiausių egzoplanetų. Vienas projektas, pavadintas „Breakthrough Starshot“, kuria mažus, vos 1 gramo sveriančius jutikliais pakrautus zondus, kuriuos tikisi nušauti per kosmosą ant lengvų burių, kad būtų galima sugrąžinti duomenis apie „Proxima b“, esantį už 4,2 šviesmečio. Jis skrieja raudonosios nykštukės žvaigždės Proxima Centauri, mūsų artimiausios saulės kaimynės, gyvenamojoje zonoje. Tai bus monumentalios pastangos, bet jei tai pasiteisins, galbūt tai pranašaus kitą egzoplanetų revoliucijos epochą - tarpžvaigždinių žvalgymų amžių.


Kiek egzoplanetų atrasta ir kiek jų laukia radimas?

Astronomai skaičiuoja, kad mūsų galaktikoje kiekvienoje žvaigždėje yra maždaug viena egzoplaneta. Žinoma, kai kurios žvaigždės turi daug planetų - mūsų pačių saulėje yra aštuonios. Kai kurios žvaigždės neturi nė vienos. Bet jei žvaigždė gyvena pakankamai ilgai, atrodo, kad planetų formavimas yra taisyklė, o ne išimtis.

Tai reiškia, kad Paukščių Take turėtų būti apie 100 tūkstančių milijonų egzoplanetų.

Tai nereiškia, kad astronomai gali atvaizduoti visas tas milijardus žvaigždžių. Kalbant apie kažkokiu būdu išmatuotas ar suskaičiuotas egzoplanetas, skaičiai yra daug mažesni.

Šiuo metu žinomų egzoplanetų skaitiklis siekia 4108 patvirtintus taikinius. Tačiau astronomai stebėtinai gerai išsiaiškina tai, ko nemato. Jie žino, kad jų teleskopai nėra pakankamai galingi ar tikslūs, kad pamatytų slapčiausias planetas - tas, kurios yra labai mažos, labai toli nuo jų žvaigždžių arba aplink žvaigždes labai toli nuo Žemės. Ir atvirkščiai, yra kosmoso regionų, kuriuose astronomai yra gana įsitikinę, kad rado visas planetas tam tikrame diapazone.

Sujungę žinias apie tai, ką jie gali pamatyti - žinomas egzoplanetas, su žiniomis apie tai, ko nemato - kosmoso dalims, kurios šiuo metu yra mūsų galimybės tirti, astronomai pasiekia maždaug vienos žvaigždės planetos apytikslę dalį.


Efektyvi atrastų egzoplanetų statistinė analizė

Rašytojo pastaba - šį straipsnį sukūrė dr. Vincentas Kofmanas, NASA & # 8217s Goddardo kosminių skrydžių centro (GSFC) tyrėjas, dirbantis „Sellers Exoplanet Environments Collaboration“ (SEEC), ir pagrindinis tyrimo, kuriame kalbama, kūrėjas. .
Per daugelį metų buvo rasta daugybė egzoplanetų. Tokie planetų sekėjai, kaip TESS ir Kepler, kaip ir įvairios antžeminės pastangos, išstūmė lauką ir mes pradedame gauti visą skaičių planetų, kurios leis mums atlikti galingą faktinę kai kurių iš jų analizę.
Išskirtinis planetų skaičius ne tik parodo, kiek jos yra normalios, ir atskleidė mūsų nesuvokimą, kaip planetos struktūrizuojasi, kokios sąlygos yra prieinamos ir kada planetos gali būti patvarios. Kelionės atpažinimas egzoplanete iš esmės duoda orbitos periodą arba metų trukmę pasaulyje ir bendrą planetos dydį žvaigždės atžvilgiu. Šie etapai turi vaizduoti planetą. Tam paprastai reikia atlikti tolesnius tyrimus, naudojant įvairias stebėjimo metodikas ir dar įspūdingesnius teleskopus.

Laimei, pastebimi atomai gali parodyti mums daug dalykų apie ore esančias sąlygas. Pavyzdžiui, anglies ir deguonies (C / O) santykis, išvestas iš (be kitų) anglies monoksido, anglies dioksido, metano ir vandens gausos, iš esmės parodo, ar mokslas aplinkoje yra deguonies ar anglies valdomas. Tai yra išskirtiniai medžiagos galo individai ir lemia visiškai skirtingas sąlygas. Pavyzdžiui, „Titan & # 8217s“ aplinka yra pervargusi anglies, todėl debesuotas pasaulis su angliavandenilių ežerais yra paskatintas. Marso ir # 8217 oras yra C / O proporcijos, mažesnės nei 1, iliustracija. Kadangi C / O proporcija taip pat gali būti išspręsta protoplanetiniuose ratuose, tai yra svarbi proporcija, kuri gali susieti planetų kilmę su jų dabartine būsena.
Kita stochiometrinė proporcija, kuri pasirodė esanti glūdi artimoje planetų sistemoje, yra vandenilio (H), geriausiai žinomo žmogaus žinomo komponento, ir jo šiek tiek sunkesnio izotopo, deuterio (D), dalis. Žinomas kaip D / H proporcija, tai yra ne kas kita, o trumpas žvilgsnis į patirties rinkinį, planetą ir jos orą. Tai yra kito NASA & # 8217s Goddardo kosminio skrydžio centro (GSFC) tyrinėtojų dėmesio centras. daktaro Vincento Kofmano.

Planetos, esančios artimoje planetų sistemoje, savo deuterio / vandenilio lygiais kontrastuoja su unikaliu debesų vertinimu.
Taigi šią dalį žymiai labiau išplėtė kritinė vandens nelaimė. Šis poveikis, kurį galima neabejotinai pastebėti Marse ir Veneroje, gali būti suvokiamas taip. Kadangi reikšminga vandenilio ir deuterio dalis planetos klimate yra ribojama vandenyje, kurį veiksmingai naikina dienos šviesa, todėl atsiranda būtinas deguonis ir vandenilis.
Vandenilis, dreifuojantis aukštai ore, yra pažeidžiamas, kai į saulę nukreiptas vėjelis jį pagreitina, tada tuo metu skrenda pakankamai greitai, kad galėtų nutolti nuo žemės planetų sunkumo. Esant tokiam vandenilio trūkumui, vandens atomas negali pasikeisti, o planetai lieka mažesnis visas vandens kiekis. Per milijardus metų šis ciklas, jei jis vyks, gali sukelti didžiulį planetos oro vandens kritimą.

Diagrama, kaip mes galime panaudoti siaubingą išlaikymą, norėdami nuspręsti dėl eksoplanetos aplinkos.
Naudodamiesi Planetos spektro generatoriumi, imituodami eksoplaneto „Trappist 1b“ ryšį su žvaigždės šviesa, eidami prieš jį, specialistai ištyrė galimybę nustatyti D / H proporciją panaudojant numatytą išsiųsti Jameso Webbo kosminį teleskopą. . Jie parodė, kad aplinkoje, kurioje gausu vandens, D / H proporcija gali būti priversta pastebėjus porą planetos kelionių prieš jos žvaigždę.
Geriau suprasdami D / H proporciją, eksoplanetų sekėjai turėtų turėti galimybę nuspręsti dalį šių naujų planetų klimato ir hidrologijos istorijos. Tai padės geriau suprasti egzoplanetose vykstantį mokslą ir patobulinti oro modelius. Galų gale tai yra bet kas, išskyrus aukštesnį dalyką, kad planeta būtų patvari.


Tikriausiai yra daug daugiau į Žemę panašių egzoplanetų, nei mes įsivaizdavome

Per pastaruosius 18 metų astronomai atrado 1038 planetas, skriejančias aplink tolimas žvaigždes. Apmaudu, tačiau didžioji dauguma neatrodo kandidatais palaikyti gyvenimą, kaip mes tai žinome, # 8212jie yra arba taip arti savo namų žvaigždės, kad visas vanduo greičiausiai išgaruotų, arba taip toli, kad visas užšaltų, arba juos sudaro dujos, o ne uolienos ir labiau panašios į mūsų saulės sistemos & # 8217s dujų milžines nei Žemę.

Susijęs turinys

Arba taip galvojome. Šiandien mokslininkų grupė iš UC Berkeley ir Havajų universiteto paskelbė skaičiavimą, kuriame siūloma & # 160 paminėti, kad nepastebėjome daugybės Žemės dydžio egzoplanetų, esančių jų žvaigždžių gyvenamojoje zonoje, vien todėl, kad šias planetas sunkiau pasiekti aptikti taikant dabartinius metodus. Jie tiki, kad vidutiniškai 22% į Saulę panašių žvaigždžių (t. Y. Žvaigždžių, kurių dydis ir temperatūra yra panašūs į Saulę) turi planetą, kurios apytiksliai žemės dydis yra jų gyvenamose zonose.

Su maždaug 100 milijardų žvaigždžių mūsų Paukščių Tako galaktikoje, tai yra apie 20 milijardų tokių planetų, & # 8221 & # 160pasakė & # 160Andrew Howardas, vienas iš tyrimo bendraautorių, spaudos konferencijoje apie išvadas. & # 8220Tai kelios Žemės dydžio planetos kiekvienam žmogui Žemės planetoje. & # 8221

Eriko Petiguros vadovaujama komanda padarė šias išvadas laikydamasi netradicinio požiūrio į planetos paiešką. Užuot suskaičiavę, kiek egzoplanetų radome, jie siekė nustatyti, kiek planetų mes nematome.

Egzoplanetos aptinkamos dėl ritmiško pritemdymo žvaigždės ryškumu, o tai rodo, kad planeta skrieja aplink ją ir eina tarp žvaigždės ir mūsų apžvalgos taško. Dėl šio metodo dideles planetas, skriejančias arti savo žvaigždžių, buvo lengviausia surasti & # 8212jie blokuoja daugiau šviesos, dažniau & # 8212ir taip neproporcingai dominuoja žinomų egzoplanetų sąraše.

Norėdami & # 160 įvertinti šios technikos praleistų egzoplanetų skaičių, Berkeley komanda parašė programinę įrangą, analizuojančią duomenis, gautus iš „Kepler“ misijos, eksoplanetų medžioklės NASA teleskopo, paleisto į orbitą 2009 m. Iš pradžių, norėdami patvirtinti programos tikslumą, jie maitino tai tie patys 42 557 į Saulę panašių žvaigždžių duomenys, kuriuos jau buvo išnagrinėję kiti astronomai, ir jis iš tikrųjų aptiko 603 planetas kandidates, kurios visos jau buvo rastos.

Kai jis toliau analizavo duomenis, kad surastų į Žemę panašių planetų ir naudodamas laiko tarpą tarp pritemdymų nurodydamas, kiek toli planeta skrieja aplink žvaigždę, ir pritemdymo laipsnis rodo, kiek žvaigždės užblokavo planeta, taigi eksoplanetos & # 8217s dydis & # 8212rasta 10 potencialių egzoplanetų, kurios yra nuo vieno iki dviejų kartų didesnės už Žemės & # 160 dydį ir skrieja orbitoje tikriausiai gyvenamoje žvaigždės zonoje. Tai taip pat atitiko ankstesnes išvadas, rodančias, kad programa gali tiksliai aptikti planetas.

Tačiau tai, ką mokslininkai iš tikrųjų norėjo padaryti, buvo nustatyti bendrą panašių į Žemę egzoplanetų paplitimą. Norėdami apskaičiuoti šį skaičių, jie pirmiausia turėjo nustatyti, kiek nebuvo aptikta apklausoje. & # 8220Vienas mąstymo būdas yra tai, kad mes darome gyvenamųjų egzoplanetų surašymą, tačiau ne visi atsakome į duris, ir # 8221 Petigura paaiškino.

Menininko įspūdis apie anksčiau šią savaitę atrastą Kepler-78b planetą ir jos žvaigždę. Karen Teramura / UHIfA menas

Yra keletas priežasčių, dėl kurių planeta gali būti neaptikta. Jei orbita jo nenuveda į vietą, kuri užstotų šviesos kelią tarp žvaigždės ir mūsų teleskopų, mes niekaip negalime jo pamatyti. Kaip alternatyva, ji galėtų sėkmingai užblokuoti žvaigždės šviesą, tačiau įvykis gali būti prarastas natūraliai keičiantis žvaigždės ryškumui, kai mes ją suvokiame Žemėje.

Pasirodo, abi šios galimybės neproporcingai sunku rasti į Žemę panašių egzoplanetų. & # 8220Planetas lengviau aptikti, jei jos yra didesnės ir arčiau savo priimančiųjų žvaigždžių, sakė # 8221 Howardas. Taigi nėra atsitiktinumas, kad karštieji Jupiteriai buvo pirmosios atrastos planetos. & # 8221 Tiesiog dėl fizikos mažesnės, Žemės dydžio planetos, kurios gali skrieti kiek toliau, mažiau linkusios praeiti tiesiai priešais. jų žvaigždžių, žiūrint iš mūsų perspektyvos.

Norėdami išsiaiškinti, kiek Žemės panašių planetų greičiausiai praleidome, mokslininkai pakeitė Keplerio duomenis dirbtinai įvesdami dar 40 000 egzoplanetų, panašių į Žemę, ir # 8212 per vieną žvaigždę, ir # 8212, o tada gautus duomenis grąžino atgal į planetos aptikimo programinę įrangą. Šį kartą ji aptiko tik vieną & # 160 procentą & # 160 į Žemę panašių planetų, nes didžioji dauguma nesukėlė pastebimo savo žvaigždės pritemdymo.

Tai reiškia, kad taikant dabartinius aptikimo metodus, 99 iš 100 į Žemę panašių žmonių neateina prie durų, kai reikia atsakyti į mūsų tarpžvaigždinį surašymą. Atsižvelgdami į šį netobulumo lygį, tyrėjai apskaičiavo, kad žymiai daugiau į Saulę panašių žvaigždžių gyvena potencialiai gyvenama Žemės dydžio egzoplaneta, nei mes manėme anksčiau.

Svarbu pažymėti, kad tai yra teorinis skaičiavimas: mokslininkai iš tikrųjų neatrado tokių planetų, kurios skrieja aplink 22% žvaigždžių. Bet jei pagrindinės prielaidos yra tikslios, tai suteikia vilties galimybei, kad ateityje rasime daugiau potencialiai tinkamų gyventi planetų. In fact, the researchers calculated that if the prevalence of these sorts of planets is uniform across the galaxy, odds are that one can be found tantalizingly nearby—about 12 light years away from Earth.

It’s still unknown whether these planets might have the other ingredients that we believe are likely necessary for life: a protective atmosphere, the presence of water and a rocky surface. But the researchers say another recent finding makes them hopeful that some of them have potential. Earlier this week, scientists found a rocky, Earth-sized exoplanet roughly 700 light-years away. Although that planet is certainly too hot to harbor life, it has density similar to that of Earth—suggesting that at least some of the Earth-sized planets we’ve failed to detect so far have a geologic composition similar to our own planet’s.

About Joseph Stromberg

Joseph Stromberg was previously a digital reporter for Smithsonian.


Handbook of Exoplanets

The Handbook of Exoplanets contains 15 sections dealing with all aspects of exoplanets and exobiology research, including historic aspects, the Solar System as a template, objects at the planet-to-star transition, exoplanet detection and characterization with related instrumentation, technology and software tools, planet and planet-system statistics with recent and planned surveys, their atmosphere and formation and evolution processes, habitability and exobiology implications, and outlooks for future exploration and science development. Each section has 10-20 contributions written by the top experts in their subject, including senior researchers as well as young researchers who represent the future of the discipline. Overall, this handbook comprehensively tackles one of the most challenging and dynamic fields of modern astronomy and astrophysics.

Hans J. Deeg is staff astronomer at the Instituto de Astrofísica de Canarias (Tenerife, Spain), where he arrived in 2001 after holding several postdoctoral positions in both the US and Spain. Born in Germany, he obtained a Master in Physics at SUNY (Buffalo, USA) and received his PhD in 1993 from the University of New Mexico, USA. In 1994, while at Rochester Institute of Technology (New York), he began with ‘TEP’, a pioneering observational project to find transits of extrasolar planets. His principal interests are the detection and characterization of exoplanets, for which he has been working in a wide range of ground and space-based projects. He has been the principal Spanish investigator for the exoplanet detection with the CoRoT space mission (2006-14) and is now coordinating several tasks for ESA’s next generation PLATO space mission, towards its launch in 2023. During his career, he has organized several conferences related to exoplanets as well as binary stars, and authored about 250 scientific articles on the subject. He is also a regular referee for the field’s major journals and for several grant allocation organizations. Deeg has also published software for stellar photometry, as well as ‘UTM’, a flexible simulator for transiting systems. Currently, he is teaching a master-level course on Extrasolar Planets at the University of La Laguna (Tenerife, Spain) and supervising a PhD student on the characterization of exoplanets with the 10.4m GTC telescope.

Juan Antonio Belmonte is staff astronomer at the Instituto de Astrofísica de Canarias (Tenerife, Spain) where he investigates in exoplanets, stellar physics and cultural astronomy. He has published or edited a dozen books and authored nearly 200 publications on those subjects. He has been the Director of the Science and Cosmos Museum of Tenerife from 1995 to 2000, President of the European Society for Astronomy in Culture (SEAC) from 2005 to 2011 and of the Spanish Time Allocation Committee (CAT) of the Canarian observatories, included the new generation 10 m GTC, from 2003 to 2012. He received in 2012 the "Carlos Jaschek" award of the European Society for Astronomy in Culture for his contributions to the discipline. He is now advisory editor of the Journal for the History of Astronomy and has been editor of two sections and the author of 12 contributions in the recent Springer`s Handbook of Archaeoastronomy and Ethnoastronomy (2014). Currently, he is teaching a master-level course on Extrasolar Planets at the University of La Laguna. Born in Murcia (Spain) in 1962, he studied physics and got his master-thesis in 1986 at Barcelona University and obtained his PhD in Astrophysics at La Laguna University in 1989.


Žiūrėti video įrašą: Universe Size Comparison 3D (Vasaris 2023).