gov-civil-vilareal.ptПакет от нови планети показва, че нашата Слънчева система е много странна и не знаем защо
>Добре, това е наистина страхотна новина : Астрономите пуснаха нов каталог от екзопланети - извънземни планети, обикалящи около други звезди - открити от космическия кораб Кеплер, а броят им вече е общ 2335 проверени планети, като още 1700 чакат да бъдат потвърдени. От тях, 30 са потвърдени, че са приблизително с размерите на Земята и обикалят в обитаемите зони на своите звезди, като още 20 очакват потвърждение!
Това е невероятно . Новите резултати добавят 219 нови кандидати за екзопланета, 10 от които са земни.
Това е блестящата новина (която ще обясня след секунда). Но по -интересната научна новина е, че те откриха определено оскъдно количество планети в размер между около 1,5 и 2,5 пъти диаметъра на Земята. Изглежда, че звездите обичат да правят планети с приблизително такъв размер, след което прескачат до около 2,5 пъти нашия размер. Защо? И защо не виждаме такива планети вътре нашите слънчева система?
Добре, преди да стигна до това, нека да направим всичко, за да ви наваксаме какво е какво.
Кеплер е космическа обсерватория, предназначена да гледа в едно място в небето, което има около 150 000 звезди в него. Идеята е, че ако една звезда има планети и орбитата на планетата се вижда ръб от Земята, тогава когато планетата мине директно пред звездата, ще видим спад в яркостта на звездата. Това е като мини затъмнение, наречено а транзит .
Обяснявам всичко това в епизодът на екзопланетите от астрономията на Crash Course :
Астрономия на курсовия курс: ЕкзопланетиОтнема време, за да намерите планети, защото трябва да изчакате не само планетата да премине, но и да се случи отново , а след това отново а трето време. Едно падане може да се дължи на всякакви проблеми, като звездни петна (като слънчеви петна, но на други звезди) или други звезди в зрителното поле, влияещи върху резултатите от яркостта. Второто потапяне установява какво биха могли, може да бъде годината на екзопланета (едно потапяне, след това друго на пълна орбита по -късно), но истинската увереност идва, когато трета се види след втората с последователно време (с други думи, друга орбитална точка на екзопланета по -късно). Тогава можете да бъдете уверени, че сте открили планета.
С течение на времето бяха пуснати каталози с актуални данни на Kepler и това е осмият такъв каталог. Тази нова обхваща първите четири години от мисията и астрономите напълно преработиха всички данни, включително използвайки нови и по -сложни техники, разработени по времето от първото такова издание.
Ако орбитата на планетата е лице в лице с нас, ние не виждаме транзит. Ако е на ръба, ние го правим. Кредит: Грег Лофлин
Има два важни аспекта на данните. Единият е периодът между спадове, който ви показва продължителността на годината на планетата, както и нейното разстояние от звездата (Кеплер е кръстен на Йоханес Кеплер, астроном, който е разбрал, че орбиталният период на планетата на Слънчевата система е математически свързан с разстоянието му от Слънцето и което може да бъде обобщено за планета, обикаляща около всяка звезда). Той също така ви казва приблизително колко гореща е планетата! Трябва да знаете разстоянието плюс температурата и размера на звездата; по -хладна звезда като червено джудже може да има планета, обикаляща около нея по -близо от Меркурий, около Слънцето, но все пак да е по -хладна от Земята.
Другият аспект е фракцията на звездната светлина блокирана. Това ви казва размера на планетата, ако приемете, че знаете размера на звездата, от който в повечето случаи го правим наблюдения с помощта на обсерваторията Кек .
Преглеждайки всички данни, астрономите откриха 219 нови възможни екзопланети (преди потвърждение, че са класифицирани като кандидати). От тях 10 са не само със същия размер като Земята, но и обикалят на правилното разстояние от своята звезда -домакин, за да бъдат умерени, в това, което астрономите наричат обитаема зона. Това е приблизително еквивалентно на температурния диапазон, необходим, за да има течна вода на повърхността си, както правим тук на добрата стара Земя. Това не е единственото нещо, необходимо за възникването на живота, но е добро начало.
заклинание за желание от дафинов лист
Този нов каталог довежда общите известни планети с размер на Земята, обикалящи в обитаемата зона, до 30.
Това е много . Знам, че не звучи много от 150 000 звезди, но имайте предвид, че не всички планети обикалят около звездите си, като се вижда от Земята. Повечето са под ъгъл, така че пропускат звездите си от наша гледна точка, а ние не виждаме транзит. Статистически погледнато, пропускаме поне 99% от тях! Така че наистина в тази част от небесните часовници Kepler вероятно има 3000 планети с размер на Земята в техните обитаеми зони.
Но изчакайте, има още: Има стотици милиарди звезди в галактиката. Екстраполиране наивно, това означава, че има милиарди такива планети в Млечния път.
Милиарди .
Уау.
Произведения на изкуството, изобразяващи планета, подобна на Земята, обикаляща около извънземна звезда. Колко от тези планети съществуват в Млечния път? Вероятно милиарди. Кредит: НАСА/JPL-Caltech/T. Пайл
[Произведение на изкуството, изобразяващо планета с размер на Земята, дори подобна на Земята, обикаляща около извънземна звезда. Колко от тези планети съществуват в Млечния път? Кредит: НАСА/JPL-Caltech/T. Pyle]
Но това означава и нещо друго. Когато намерите един обект, е трудно да знаете много за класа на обектите, към които принадлежи. Имате само един пример! Ако откриете странен гущер в джунглата, това е интересно, но само ви показва, че такива гущери съществуват. Има ли по -големи? По -малък? Колко са там? Как се хранят, къде живеят, как се отнасят към другите гущери?
Същото и с планетите. Намирането на такъв е страхотно. Екзопланети съществуват! Това е огромна новина.
Но науката наистина започва, когато открием повече. Много повече. Хиляди Повече ▼. Оттук започва екзопланетната зоология.
И ето къде сме сега. С хиляди екзопланети в каталога на Kepler тенденциите започват да се проявяват. Много открити планети са газови гиганти като Юпитер, някои дори много по -масивни. Очевидно са открити много планети с размерите на Земята и много по -малки от Нептун.
Този нов каталог обаче показва нещо много странно : Астрономите откриха много планети с приблизително същия размер като Земята, до около 1,5 пъти нашия диаметър. Но след това броят им рязко спада. След като стигнете до планети, малко по -големи от два пъти размера на Земята, числата отново се увеличават. Това се виждаше в по -старите данни, но сега данните са достатъчно пълни, за да покажат, че това не е проблем. Той е статистически значим; тоест истински.
Хистограма на размерите на екзопланетите: Броят на намерените планети (вертикална ос), нанесени спрямо размера на планетата (хоризонтална ос). Обърнете внимание на диопа между 1 и 2 земни маси. Произведенията на две екзопланети са показани за сравнение. Кредит: НАСА/Еймс/Калтех/Хавайски университет (B. J. Fulton)
Това е много интересно. В долния край ние наричаме тези планети суперземли, а в горния размер те са мини-Нептуни (Нептун е около 4 пъти по-широк от Земята). Всъщност по брой мини-Нептуни са най-често срещаният вид планети, открити в пробата Кеплер!
Това също е интересно. Ние нямаме свръх Земя или мини-Нептун в нашата собствена Слънчева система. По някаква причина, най -често срещаните планети в галактиката не се намират около нашето Слънце .
Това ни казва нещо важно, въпреки че не е ясно какво е това. Можем обаче да гадаем. Планетите се образуват от въртящ се диск от материал около млада звезда, наречена протопланетен диск . Детайлите са сложни, но като цяло първо се образуват малки зърна, след което стават по -големи, когато се сблъскат и се придържат към други зърна. В продължение на милиони години те набъбват до около километър (или наричаме тези планетезимали) и те се сблъскват, за да образуват много по -големи протопланети, широки около хиляда километра.
лоши ангелски номера
Чертеж, показващ връзката между планетите. Всичко от протопланетарния диск; някои растат достатъчно големи, за да бъдат газови гиганти, други остават малки като Земята. Но някои малки растат до мини-Нептуни. И трите групи планети са различни. Кредит: НАСА/Кеплер/Калтех (Т. Пайл)
Те се превръщат в ядра на истински планети като Земята. Ако материалът свърши, когато протопланетата достигне размера на Земята, тогава тя спира да расте. Но ако все още има неща, те могат да станат по -големи. След като достигне около 1,5 пъти диаметъра на Земята (което би му придало над 3 пъти масата на Земята*) гравитацията става достатъчно силна, за да започне да задържа по -леки газове като водород и хелий. Това е преломният момент за младата планета, защото наоколо има много този газ. Той може да нарасне много по-голямо, прескачайки пропастта, за да се превърне в мини-Нептун (поне; може да стане и истински газов гигант като Сатурн или Юпитер, но те са по-рядко срещани от мини-Нептуни).
Поне това е сегашното мислене. Но ако е вярно, защо тук няма нито една от тези супер-Земи или мини-Нептуни, които обикалят около Слънцето? Това не се разбира. Хипотезите изобилстват и една се занимава с Юпитер. С увеличаването си Юпитер щеше да взаимодейства с протопланетарния диск, мигрирайки към Слънцето, докато изтегля материал от диска. Това разбуни там диска и всички протопланети, които се образуваха, щяха да се блъснат една в друга, изпращайки отломки. Голяма част от това беше изхвърлено от вътрешната Слънчева система, но това, което остана, образува планетите, които виждаме сега. Тъй като имаше по-малко материал, планетите от второ поколение, които имаме във вътрешната Слънчева система, са по-малки. След това гравитационните взаимодействия със Сатурн изтеглиха Юпитер и ние имаме системата, която виждаме сега.
Това може или не е правилно; астрономите все още са в ранните етапи да разберат това! Само като гледаме нашата собствена слънчева система, е трудно да разберем какво е какво. Сравняването и противопоставянето е отличен начин да разкрием мистериозния произход и нарастващите болки на нашата местна система, а добрата новина е, че сега имаме много други планетни системи, с които да сравним нашата.
Това не е толкова нежно напомняне за един от най-прекрасните аспекти на астрономията: Когато надникнем във Вселената, гледаме и изучаваме обектите, които откриваме на трилиони на трилиони километри, откриваме, че разбираме собствения си дом По-добре.
Ако това беше единствената причина да се занимаваме с наука, тогава само това би си струвало.
*Масата на планетата зависи от нейния обем и обемът се увеличава като куб на радиуса. Така че планета, 1,5 пъти по -широка от Земята, има 1,5 х 1,5 х 1,5 = 3,4 земната маса. Това е груба оценка, но достатъчно близка. Въпросът е, че гравитацията е много по -силна.
[Кредит за най -добро изображение: н ASA/JPL-Caltech ]
