Mehr über das römische Teleskop und seine Mission
Die NASA hat ihren nächsten Empfänger offiziell „Hubble“ genannt. Vorher
Das römische Weltraumteleskop sollte in gestartet werdenMitte der 2020er Jahre als Nachfolger des alternden Hubble. Trotz der Tatsache, dass sie mit einem Spiegel der gleichen Größe ausgestattet sind - 2,4 m breit - untersucht das neue Teleskop mit einem Weitwinkelinstrument eine Region des Himmels, die 100-mal größer ist als die, die Hubble erfassen kann.
Bei der Beobachtung des Universums im InfrarotReichweite wird das römische Weltraumteleskop mehrere Hauptziele haben. Die erste besteht darin, Exoplaneten mithilfe von Spektroskopie und einem experimentellen Koronographie-Tool zu suchen und zu untersuchen, um kontrastreiche Bilder dieser Welten zu erhalten.
Er erforscht auch dunkle Energie, mysteriöseine Kraft, die die Expansion des Universums zu beschleunigen scheint. Das römische Weltraumteleskop kann auch dazu beitragen, dunkle Materie und eine Reihe anderer astrophysikalischer Themen zu untersuchen.
Was wird das Teleskop studieren?
Das haben japanische und amerikanische Wissenschaftler berechnetDas römische Weltraumteleskop Nancy Grace der NASA wird mithilfe des Gravitationslinseneffekts etwa 10 heiße Jupiter und 30 Braune Zwerge näher am Zentrum der Galaxie finden.
Zunächst wird das Teleskop verwendetGravitationsmikrolinsenmethode. Das Wesentliche der Methode ist folgendes: Wenn ein massereiches Objekt, beispielsweise ein Stern, vor einem (relativ zum Teleskop) weiter entfernten Stern vorbeizieht, wird das Licht des weiter entfernten Sterns gebrochen.
Infolgedessen verhält sich das nähere Objekt wienatürliche Linse, die das Licht des Hintergrundsterns vergrößert. Planeten, die einen Linsenstern umkreisen, können in kleinerem Maßstab einen ähnlichen Effekt erzielen. Astronomen versuchen daher, sie durch Analyse des Lichts eines weiter entfernten Sterns zu erkennen.
Da hilft die Methode sogar zu erkennenBei kleinen Planeten mit einer Vielzahl von Umlaufbahnen erwarten Wissenschaftler, dass eine Untersuchung des neuen Teleskops Analoga von fast jedem Planeten in unserem Sonnensystem enthüllt. Und auch exotischere Welten - Riesenplaneten in winzigen Umlaufbahnen, die als heiße Jupiter bekannt sind, und sogenannte "gescheiterte Sterne" - braune Zwerge.
Braune Zwerge
Braune Zwerge sind substellare Objekte (mit Massen zwischen 0,012 und 0,0767 Sonnenmassen bzw. 12,57 und 80,35 Jupitermassen).
Wie bei Sternen finden in ihnen thermonukleare Reaktionen statt.Kernfusion an den Kernen leichter Elemente (Deuterium, Lithium, Beryllium, Bor), aber im Gegensatz zu den Sternen der Hauptsequenz ist der Beitrag zur Wärmefreisetzung solcher Sterne aus der Kernfusion von Wasserstoffkernen (Protonen) unbedeutend.
In braunen Zwergen, im Gegensatz zu den Sternen der HauptstraßeSequenz gibt es auch keine kugelförmigen Schichten der Strahlungsenergieübertragung - die Wärmeübertragung in ihnen erfolgt nur aufgrund turbulenter Konvektion, die die Homogenität ihrer chemischen Zusammensetzung über die Tiefe bestimmt.
Brauner Zwerg (kleineres Objekt) rotierendum den Stern Gliese 229, der sich im Sternbild Hase etwa 19 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Der Braune Zwerg Gliese 229B hat eine Masse von 20 bis 75 Jupitermassen.
Einer der Ursprungsmechanismen von BraunZwerge sind planetarisch ähnlich. Ein brauner Zwerg bildet sich in einer protoplanetaren Scheibe am Rande. In der nächsten Phase ihres Lebens werden sie unter dem Einfluss der umgebenden Sterne in den umgebenden Raum ihres Elternsterns geworfen und bilden eine große Population unabhängiger Objekte.
Braune Zwerge können wie gewöhnliche Sterneunabhängig von anderen Objekten gebildet werden. Sie können sich einzeln oder in unmittelbarer Nähe zu anderen Sternen bilden. Im Jahr 2015 wurde eine Gruppe sich bildender Brauner Zwerge untersucht, von denen einige die gleichen Jets zeigten wie massereichere Sterne.
Im Gegensatz zu HauptreihensternenBei einer minimalen Oberflächentemperatur von etwa 4000 K liegt die Temperatur von Braunen Zwergen im Bereich von 300 bis 3000 K. Im Gegensatz zu Sternen, die sich aufgrund der in ihnen stattfindenden thermonuklearen Fusion erwärmen, kühlen sich Braune Zwerge während ihrer gesamten Zeit ständig ab Leben, je größer der Zwerg, desto langsamer kühlt er ab.
Eigenschaften von Braunen Zwergen, Übergang zwischenPlaneten und Sterne nach Masse sind für Astronomen von besonderem Interesse. Ein Jahr nach der Entdeckung des ersten Objekts dieser Klasse wurden Wetterphänomene in der Atmosphäre von Braunen Zwergen entdeckt. Es stellte sich heraus, dass Braune Zwerge auch ihre eigenen Monde haben können.
Heiße Jupiter
Heiße Jupiter sind eine Klasse von Exoplaneten mit Massein der Größenordnung der Masse des Jupiter (1,9 · 1027 kg). Im Gegensatz zu Jupiter, der 5 AE entfernt ist. Von der Sonne entfernt befindet sich ein typischer heißer Jupiter in einer Entfernung von etwa 0,05 AE. vom Stern, dh eine Größenordnung näher als Merkur von der Sonne und zwei Größenordnungen näher als Jupiter.
Heiße Jupiter waren einst besetztSie nehmen einen erheblichen Teil der Liste der entdeckten Exoplaneten ein, da sie am einfachsten zu entdecken sind, da sie spürbare kurzzeitige Störungen in der Bewegung des Sterns hervorrufen, die durch die Verschiebung der Spektrallinien erkannt werden können.
Darüber hinaus ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Planet vor der Sternscheibe vorbeizieht, recht hoch, was es ermöglicht, die Größe des Planeten anhand der Abnahme der Leuchtkraft des Sterns abzuschätzen.
Künstlerische Darstellung des heißen extrasolaren Planeten XO-1 b
Eigenschaften:
- Erhitzen der Oberfläche auf eine Temperatur von 1000-1500 K.(und manchmal bis zu fast 3000 K) verursacht aufgrund ihrer Nähe zum Stern eine zusätzliche Wärmeausdehnung, so dass die Radien solcher Planeten größer sind als die ähnlicher Planeten, sich jedoch in größerer Entfernung vom Mutterstern befinden.
- Die Exzentrizität der Umlaufbahn liegt normalerweise nahe bei Null, da sie aufgrund von Gezeitenkräften abnimmt.
Es wird angenommen, dass die Nähe zum Stern selbst nicht ausreichtMaterial für die Bildung von Planeten. Alle Planeten dieses Typs wurden im äußeren Teil des Systems gebildet und wanderten dann aufgrund der Verzögerung in der Gasstaubscheibe in die Mitte.
Es gibt auch eine Unterklasse heißer Jupiter, die als kurzperiodische heiße Jupiter bezeichnet wird. Es handelt sich um „heiß-heiße“ Jupiter, also um die heißen Jupiter, die den Sternen am nächsten sind.
Die Rotationsperiode solcher Planeten um den Sternbeträgt 1-2 Tage und die Temperatur kann oft 2000 ° C erreichen (während die Oberflächentemperatur des Sterns selbst oft nur das 2-3-fache der Temperatur der Planetenoberfläche beträgt). Der heißeste kurzperiodische heiße Jupiter (sowie der heißeste bekannte Exoplanet) ist WASP-33 b.
In sehr geringem Abstand zum Stern und nicht sehrBei einer großen Planetenmasse (weniger als 2 Jupitermassen) wird der Planet nicht durch seine Schwerkraft daran gehindert, sich aufzuwärmen, was zu seiner starken Wärmeausdehnung und einem Dichteabfall auf extrem niedrige Werte führt. Ein solcher Planet ist eher eine Gaswolke als ein vollwertiger Planet und wird als loser Planet bezeichnet.
Exoplaneten
Exoplanet – ein Planet außerhalb der SonneSysteme. Das Problem, Planeten in der Nähe anderer Sterne zu entdecken, blieb lange Zeit ungelöst, da die Planeten im Vergleich zu den Sternen extrem klein und dunkel sind und die Sterne selbst weit von der Sonne entfernt sind (der nächste liegt in einer Entfernung von 4,24 Lichtjahren). . Die ersten Exoplaneten wurden Ende der 1980er Jahre entdeckt.
Jetzt hat man damit begonnen, solche Planeten zu entdeckenfortgeschrittene wissenschaftliche Methoden, oft bis an die Grenzen ihrer Möglichkeiten. Mit Stand vom 6. Januar 2021 wurde die Existenz von 4.396 Exoplaneten in 3.242 Planetensystemen zuverlässig bestätigt, von denen 720 mehr als einen Planeten haben.
Anzahl zuverlässiger Exoplaneten-Kandidatenviel größer. Für das Kepler-Projekt im Januar 2020 gab es also 2.420 weitere Kandidaten, und für das TESS-Projekt im Januar 2020 mussten 1.082 Kandidaten jedoch, um den Status bestätigter Planeten zu erhalten, mit bodengestützten Teleskopen neu registriert werden.
Gesamtzahl der Exoplaneten in der MilchgalaxieDer Pfad wird auf mindestens 100 Milliarden geschätzt, von denen 5 bis 20 Milliarden möglicherweise „erdähnlich“ sind. Außerdem haben nach aktuellen Schätzungen etwa 34 % der sonnenähnlichen Sterne in ihrer bewohnbaren Zone mit der Erde vergleichbare Planeten.
Die Gesamtzahl der Planeten außerhalb des Sonnensystems,erdähnlich und ab August 2016 entdeckt, ist 216. Ende Oktober 2020 berechneten Wissenschaftler die Gesamtzahl der möglicherweise bewohnbaren Exoplaneten in der Milchstraße, ihre Zahl beträgt etwa 300 Millionen.
Die überwiegende Mehrheit der offenen ExoplanetenDetektion unter Verwendung verschiedener indirekter Detektionstechniken anstelle visueller Beobachtung. Die meisten bekannten Exoplaneten sind Gasriesen und ähneln eher dem Jupiter als der Erde. Dies ist auf die begrenzten Nachweismethoden zurückzuführen (kurzperiodische massive Planeten sind leichter zu erkennen).
Animation der Chronologie der Entdeckung von Exoplaneten.Die Punktfarbe gibt die Öffnungsmethode an. Die horizontale Achse entspricht der Größe der Semi-Major-Achse. Die vertikale Achse ist Masse. Zum Vergleich sind die Planeten des Sonnensystems weiß markiert
Wissenschaftler sagen das nur in der Galaxie vorausDie Milchstraße (wo sich unser Planet Erde befindet) hat nach neuesten Daten eine Zahl von etwa 300 Millionen. Bewohnte Planeten bedeuten das Vorhandensein von Mikroben, Pflanzen und Tieren auf ihnen, aber nicht unbedingt Zivilisationen oder anderes intelligentes Leben.
Berechnungen von Wissenschaftlern haben gezeigt, dass wenn in der nächstenJahrzehnte lang wird mindestens ein Planet mit möglichen Lebensspuren entdeckt. Dies bedeutet, dass es in unserer Galaxie andere ähnliche Welten mit einer Wahrscheinlichkeit von 95-97% gibt.
Die Entdeckung von Exoplaneten ermöglichte es den Astronomen, dies zu tunFazit: Planetensysteme sind ein häufiges Phänomen im Weltraum. Noch gibt es keine allgemein anerkannte Theorie der Planetenentstehung, aber da es nun möglich ist, Statistiken zusammenzufassen, ändert sich die Situation in diesem Bereich zum Besseren.
Die meisten erkannten Systeme sind sehr unterschiedlichvon der Sonne - höchstwahrscheinlich liegt dies an der Selektivität der verwendeten Methoden (der einfachste Weg, kurzperiodische massive Planeten zu entdecken). In den meisten Fällen können erdähnliche und derzeit kleinere Planeten (August 2012) nur mit der Transitmethode erkannt werden.
Was sind die Ziele des neuen römischen Teleskopprogramms?
Da hilft die Methode sogar zu erkennenBei kleinen Planeten mit einer Vielzahl von Umlaufbahnen erwarten Wissenschaftler, dass eine Untersuchung des neuen Teleskops Analoga von fast jedem Planeten in unserem Sonnensystem enthüllt. Und auch exotischere Welten - Riesenplaneten in winzigen Umlaufbahnen, die als heiße Jupiter bekannt sind, und sogenannte "gescheiterte Sterne" - braune Zwerge.
Frühere Planetenjagdmissionen inZunächst suchten sie nach neuen Welten in unserer Nähe, in einer Entfernung von bis zu mehreren tausend Lichtjahren. Die unmittelbare Nähe ermöglicht eine detailliertere Untersuchung. Astronomen glauben jedoch, dass die Untersuchung von Körpern in der Nähe des Kerns unserer Galaxie neue Erkenntnisse über die Entwicklung von Planetensystemen liefern könnte.
Im Gegensatz zu den Sternen in der Scheibe der Galaxie, diesind in angenehmen Abständen voneinander, die Sterne in der Nähe des Kerns sind viel dichter. Roman könnte herausfinden, ob diese enge Anordnung der Sterne die Umlaufbahnen der Planeten beeinflusst. Wenn ein Stern in der Nähe eines Planetensystems vorbeikommt, könnte seine Schwerkraft die Planeten aus ihren normalen Umlaufbahnen drücken.
Auch Supernovae kommen in der Nähe des Zentrums häufiger vorGalaxien. Diese katastrophalen Ereignisse sind so intensiv, dass sie neue Elemente erzeugen können, die beim Tod der explodierenden Sterne in die Umwelt freigesetzt werden. Astronomen glauben, dass dies die Entstehung von Planeten beeinflussen könnte.
Das Finden von Welten in dieser Region kann uns helfen, mehr über die Faktoren zu erfahren, die die Planetenbildung beeinflussen.
Wann beginnt das Teleskop zu arbeiten?
Das römische Weltraumteleskop hat bereits grünes Licht erhaltenfür Entwicklung und Tests. Allerdings wird dies höchstwahrscheinlich erst nach 2021 beginnen. Jahr, weil die NASA ihre Aufmerksamkeit und ihr Budget zunächst auf die Fertigstellung des James Webb-Weltraumteleskops konzentrieren will, dessen Start für 2021 geplant ist.
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