NASA Keplera kosmiskā teleskops radikāli mainīja mūsu viedokli par milzīgo skaitu eksoplanetu, kas mūsu galaktikā orbitē citas zvaigznes, bet cik daudz ir piemērots dzīvei starp viņiem?
Šodien mēs dedzinām ar milzīgu vēlmi saprast, kuras no vairāk nekā 1000 planētām, ko atklāja Keplera kosmiskā teleskops, ir apdzīvojamas. Vai tie ir pietiekami tuvi savai zvaigznei? Kā to virsmas atspoguļo gaismu? Kā kompensē to orbītas?
Jaunais dokuments, kuru Astrophysical Journal atzina un kas iepriekš tika publicēts vietnē arxiv.org, piedāvā ņemt vērā visus šos faktorus un klasificēt planētas atbilstoši to “dzīvesvietas indeksam”.
Tas palīdzēs noteikt, kuras planētas ir jāapsver ciešāk, saka Rory Barnes, Vašingtonas universitātes zinātnieku un astronomijas profesors. Viņš ar Discovery News pārrunāja, kā šis indekss darbosies.
Galvenās īpašības
Diagramma par to, kas notiek ar zvaigznes gaismas līkni, kad planēta iet tās priekšā.
Kad eksoplanets iet cauri zvaigznei un to var novērot, izmantojot teleskopu, piemēram, Kepler, tad ir redzamas četras galvenās iezīmes, kā Barness saka: orbitālais periods (cik ilgi nepieciešams, lai iet pa zvaigzni), pārejas ilgums (cik ilgs laiks ir nepieciešams) pārejai), pārejas dziļums (cik daudz gaismas ir bloķēts) un laiks starp pārejām.
„Tikai šie dati nav pietiekami, lai izdarītu secinājumus par dzīvesvietu,” saka Barness. "Mēs nerunājam par zvaigznes masu, rādiusu un spilgtumu - šīs lietas mums noteikti ir jāzina par" attiecīgajām planētām "." Tas parasti nozīmē, ka nepietiek ar reklāmguvumu datiem. Astronomi iegūst detalizētāku informāciju, aplūkojot zvaigžņu „šūpošanos”, kā planēta orbītā ap to. Šī metode ir pazīstama kā radiālā ātruma metode. Tas sniedz papildu informāciju, piemēram, par eksoplanetu un planētas orbītu masu.
1. solis: spilgtas zvaigznes
TESS (satelīta, pārejas eksoplanetu pārbaude) un planētas, kas iet cauri zvaigznei, mākslinieciskā ilustrācija.
2017. vai 2018. gadā NASA satelītu, kas pārbauda pārejošas eksoplanetes (TESS), sāks izpētīt planētas, kas iet cauri spožām zvaigznēm. Ja zvaigzne atrodas tuvu Zemei, mums būs pieejama plašāka informācija tikai tāpēc, ka skatu meklētājā tā ir lielāka nekā zvaigznes lielums, vai tāpēc, ka tā ir gaišāka, piemēram, ar astrosismoloģiju - zinātni par “zvaigžņu zemestrīcēm”.
„Šis ir viens no lielākajiem TESS ieguvumiem,” sacīja Barness. "TESS satelīts aplūko tuvāk zvaigznes, kas ir daudz spilgtākas, lai mēs varētu izmantot sarežģītākas metodes."
2. solis. Pašreizējie klimata modeļi
Šajā ilustrācijā attēlota eksoplanēta OGLE-2005-BLG-390L b, kuras aplēstā virsmas temperatūra ir tikai 50 Kelvina (-370 grādi pēc Fārenheita jeb -223 grādiem pēc Celsija).
Jūs varat izmantot vairākus mūsu rīcībā esošos parametrus - bloķētā gaismas daudzumu, orbītas lielumu - lai redzētu, cik daudz starojuma sasniedz planētu.
Tomēr problēma ir tā, ka mums ir jāzina, cik daudz gaismas planēta var atspoguļot. Ledus atspoguļo vairāk gaismas nekā ūdens vai zeme. Tas nozīmē, ka ledus planētai būs zemāka virsmas temperatūra nekā planēta ar lielu ūdens daudzumu. Ar planētas masu ne vienmēr ir skaidrs, vai tā ir gāzveida (piemēram, Neptūna) vai akmeņaina (piemēram, Zeme ), vai kaut kas starp tiem. Tas padara aprēķinus vēl sarežģītākus.
3. solis: pašreizējā ekscentriskums
Šī Saules sistēmas shēma parāda, cik daudz Plutona un Erisa rūķu planētu orbītas ir pārvietotas salīdzinājumā ar citām planētām.
Bet ir vēl viens liels jautājums: cik daudz ir pārvietota planētas orbītā? Saskaņā ar reklāmguvumu datiem gandrīz nav iespējams noteikt citu informāciju.
Ja planēta ir tuvu tās zvaigznei, tā virsma nokļūs vairāk. Ja planēta ir tālu no tās zvaigznes, radiācija būs mazāka. Ja planēta pēkšņi kustas ļoti tuvu zvaigznei, tad attālinās no attāluma, radiācijas daudzums arī dramatiski mainās.
"Tas ir kaut kas līdzīgs dejai starp albedo un ekscentriskumu, kas lielā mērā nosaka, cik planētas ir dzīvojamā," sacīja Barness. "Ekscentriju ir vieglāk noteikt, vai sistēmā ir vairākas planētas, jo jūs varat redzēt, kā viņu orbītas savstarpēji mijiedarbojas."
Dzīvojamības indekss
Dzīvojamības indekss klasificēs tādas planētas kā Kepler-62F, maza superzeme, kā parādīts šajā mākslinieciskajā attēlā.
Barnes un viņa kolēģi ieguva formulu, ar kuras palīdzību ļoti iespējams noteikt, vai konkrēta planēta ir vērts sīkāk izpētīt. To dzīvesvietas indekss ir noteiktu planētu komponentu produkts, kas ļauj izveidot apdzīvotu pasauli: zvaigžņu starojumu, kas nokrīt uz virsmas, orbitālo pārvietojumu (ekscentriskumu), albedo un klinšu.
Viņš iesaka izmantot šādu formulu:
- Pārejas dati var maldināt jūs: jums šķiet, ka tur ir planēta, kad patiesībā tā ir tikai gaismas gaišums, kas parādās dēļ zvaigžņu plankumiem. Lai apstiprinātu planētas klātbūtni, jāizmanto alternatīva metode. Piemēram, radiālā ātruma metode, tas ir, zvaigznes svārstību novērošana;
- Tiklīdz pēc mērījumiem iegūsiet vairāk datu, izmantojot radiālo ātruma metodi, piemēram, ekscentriskumu, atklāt planētas saskaņā ar reitingu shēmu. Lai iegūtu ticamāku informāciju, tie, kam ir visizdevīgākie raksturlielumi, jāpārbauda ar lielāku teleskopu skaitu;
Viņš cer, ka astronomi, izmantojot TESS, James Webb teleskopu (kas būs pieejami drīz), un citi rīki varēs padarīt viņu dzīvesvietas meklēšanu efektīvāku, piemērojot indeksu.
"Resursi, kas nepieciešami, lai izpētītu, var būt nozīmīgi, jo īpaši mazākajām planētām," sacīja Barness. "Mūsu vērtēšanas shēma palīdzēs izcelt prioritātes kandidātus, lai pārbaudītu viņu dzīvesvietu."
