Naš solarni sustav samo je mali pogled u njegasve širi svemir<
Mnogi od ovih novih planeta vrlo se razlikuju odoni koji se vrte oko našeg Sunca, pa čak i arhitektura egzoplanetarnih sustava malo nalikuje našem. Kako je vrijeme prolazilo, u nekim od tih dalekih svjetova pronađena je ogromna količina informacija. Još je izvanrednije kako je brzo područje eksplanetarnih istraživanja raslo u relativno kratkom vremenskom razdoblju.
Egzoplaneti - što su oni?
Egzoplanet je planet izvan našegSunčev sustav. Egzoplanet se vrti oko svoje zvijezde - analoga našeg Sunca. Zajedno sa zvijezdom, jedan ili više egzoplaneta čine Sunčev sustav poput našeg. Udaljenost od najbližeg planeta do zvijezde domaćina može biti veća ili manja od one Merkura, a udaljeni planeti mogu se nalaziti dalje od Saturna i Plutona i biti veći od Jupitera - na ovaj ili onaj način, egzoplanet, jedan ili više čine Sunčev sustav sa svojom zvijezdom.
Koji su "ostali" solarni sustavi?
- Sustav s jednim ili više planeta.
- Sustav s dvije zvijezde i jednim planetom.
- Sustav s planetima koji možda imaju prave uvjete za stabilnost vode na svojoj površini, nužnu za sastavni dio života kakav poznajemo.
Kako se traže egzoplanete?
2006. godine lansirana je prva svemirska letjelicamisija posvećena egzoplanetarnim istraživanjima misija je nazvana CoRoT. U roku od nekoliko mjeseci od lansiranja, CoRoT je otkrio svoj prvi planet, vrući Jupiter, koji kruži oko zvijezde slične suncu. Tijekom sljedećih nekoliko godina, CoRoT je egzoplanetarno istraživanje iz svemira stavio na održivu podlogu uz neprestano otkrivanje neobičnih planeta.
Kada je NASA-ina misija lansirana 2009Keplera, broj poznatih planeta počeo se povećavati. Kepler je NASA-in svemirski opservatorij, orbitalni teleskop s ultraosjetljivim fotometrom, posebno dizajniran za traženje egzoplaneta.
Metode otkrivanja egzoplaneta postaju preciznije.
Doppler metoda(radijalne brzine, radijalne brzine). Prvi planeti pronađeni u orbiti zvijezda nalik suncu otkriveni su upravo ovom metodom. Jedna zvijezda, bez planetarnog sustava, imat će težište smješteno u središtu zvijezde. Međutim, kada planet kruži oko zvijezde, centar gravitacije sustava zvijezda-planet pomiče se od središta zvijezde, uzrokujući da se zvijezda "migolji" naprijed-natrag iz promatračeve perspektive, baš poput zvijezda i zvijezda. Planet se okreće oko njihovog zajedničkog središta mase. Suptilne promjene radijalne (vidne linije) brzine zvijezde mogu se, u načelu, izmjeriti kako bi se otkrilo prisustvo inače nevidljivih planeta.
Doppler metoda(radijalne brzine, radijalne brzine)
Tranzitna metodaomogućuje teleskopima mjerenje polarne svjetlostipotvrđuju prisutnost planeta oko zvijezde, jer svaki put kada planet prođe ispred zvijezde, dolazi do zamračenja. Cikličke promjene u svjetlini ukazuju na prolazak planeta između Zemlje i zvijezde.
Tranzitna metoda
Astrometrijaje metoda koja otkriva kretanjezvijezde točnim mjerenjem njihovog položaja na nebu. Tehnika se također može koristiti za identifikaciju planeta oko zvijezde mjerenjem sitnih promjena u njezinom položaju dok oscilira oko središta mase planetarnog sustava.
Astrometrija
Korištenje detekcijegravitacijsko mikrolensiranjenastaje kada gravitacijsko polje zvijezdesavija prostorvrijeme, što savija svjetlost od daleke zvijezde iza. Ovaj učinak je vidljiv samo ako su dvije zvijezde poravnate sa Zemljom. Ako zvijezda koja djeluje kao leća ima planet, polje planeta može imati mali, ali primjetan učinak.
Gravitacijsko mikrolensiranje
Izravno otkrivanje egzoplaneta temelji se na visokorezolucijskim slikama s visokim kontrastom pomoću adaptivne optike.
Koliko egzoplaneta postoji u svemiru? Što su oni?
Do kraja 2019. godine pronađen je i potvrđenviše od 4.000 egzoplaneta. Neki su masivni poput Jupitera, ali orbitiraju mnogo bliže svojoj zvijezdi nego što je Merkur našem Suncu. Ostali egzoplaneti su stjenoviti ili ledeni, a mnogi jednostavno nemaju analoge u našem Sunčevom sustavu.
Većinom su egzoplaneti sastavljeni od istihsami elementi koji čine planete u našem Sunčevom sustavu, premda s različitim kompozicijskim ravnotežama koje svakom egzoplanetu daju njegove karakteristične osobine. Postoje četiri primarne klasifikacije egzoplaneta, uključujući svjetove slične neptunu, svjetove s planetima poput vrućeg Jupitera, svjetove sa super-Zemljama i svjetove s planetama poput Zemlje.
Super-zemlje
Super-zemlja je planet s masom od 1 do 10 zemaljskih masa. Klasifikacija super-zemlje odnosi se samo na masu planeta, ali ne govori ništa o njezinim površinskim uvjetima ili prikladnosti za život.
Zemlja s lijeve strane i umjetnikov dojam o super-zemlji s desne strane. Zasluge: NASA / JPL-Caltech
Prve super-Zemlje, dva egzoplaneta s masama četiri puta većim od Zemlje, otkrivene su u orbiti oko pulsara PSR B1257+12 1992. godine.
Prva super-Zemlja oko glavne zvijezdeSekvencu je otkrio tim predvođen Eugeniom Riverom 2005. godine. Kruži oko Gliese 876 i označen je kao Gliese 876 d (u ovom sustavu ranije su otkrivena dva plinovita diva veličine Jupitera). Planet ima procijenjenu masu od 7,5 Zemljinih masa i vrlo kratak orbitalni period od samo oko 2 dana. Zbog blizine Gliese 876 d svojoj zvijezdi crvenom patuljku, Gliese 876 d može imati površinsku temperaturu od 430-650 Kelvina (156,85-376,85 °C) i može podržavati tekuću vodu.
To je bio prvi crveni patuljak koji je imaootkrio planetarni sustav. Vjerojatno su masivni divovski planeti općenito netipični za takve zvijezde. Od tada su otkriveni deseci super-zemalja, s masom od samo 1,9 Zemljine mase.
U travnju 2007. znanstvenici su objavili otkriće dviju novih super-Zemlji oko Gliese 581, na rubu nastanjive zone zvijezde gdje bi tekuća voda mogla biti moguća na površini.
Gliese 581 s masom od najmanje 5 masaZemlja i udaljenost do njezine zvijezde do 11 milijuna km (0,073 astronomske jedinice) nalazi se na "toploj" granici naseljive zone. Naknadne studije pokazale su da je Gliese 581 c vjerojatno pretrpio masivan efekt staklenika, isti kao i Venera.
Astronomi su sugerirali da bi super-zemlje mogle bitigeološki aktivniji od našeg planeta i doživljavaju snažniju tektoniku zbog tanjih ploča koje su pod većim stresom. Oni koji traže vanzemaljski život u strahu su od super-zemalja zbog mogućnosti da mogu biti kameniti i možda naseljeni, za razliku od plinskih divova.
Mini neptun
Mini Neptun (ponekad poznat kao plinpatuljasti planet ili prijelazni planet) je egzoplanet, od 2 do 10 Zemljinih masa s gustoćom manjom od 1. Planeti ovog tipa manji su od Urana (14,5 Zemljine mase) i Neptuna (17,1 Zemljine mase).
Mini-neptun je plinski patuljak s tekućinomocean je okružen gustom atmosferom vodika i helija i malom stjenovitom jezgrom. Iako je nedavno otkriće pokazalo da bi mini-neptun, za kojeg su svi mislili da je plinovit planet, mogao biti super-Zemlja sa stjenovitom jezgrom okruženom nadkritičnom vodom. Voda poprima ovo stanje pri vrlo visokim tlakovima i temperaturama.
Planeti u veličini i masi između Zemlje iNeptun ne postoji u našem Sunčevom sustavu, ali čini se da je uobičajen u drugim dijelovima svemira. Oni su križanac stjenovitih planeta našeg Sunčevog sustava i njegovih ledenih divova. Kao rezultat toga, astronomi su mogli analizirati atmosferu jednog od tih "srednjih" dalekih svjetova, koji su poznati kao klasa "mini-neptun". Rezultati recenzije objavljeni su 2. srpnja 2019. i objavljeni u Nature Astronomy 1. srpnja 2019.
Mini neptun - planet Gliese 3470 b - rotirajućioko svoje zvijezde - crveni patuljak. Planeta teži približno 12,6 Zemljine mase, što je čini puno masivnijom od Zemlje, ali manje masivnom od Neptuna u našem Sunčevom sustavu (17 Zemaljskih masa). Ako Gliese 3470 b stavite u naš Sunčev sustav, on bi se po veličini savršeno uklopio između Zemlje i Neptuna. Vjeruje se da planeta ima veliku stjenovitu jezgru zakopanu pod dubokom, drobljenom atmosferom vodika i helija.
Ova ilustracija umjetnika pokazujeteoretska unutarnja struktura egzoplaneta GJ 3470 b. Ovo je za razliku od bilo koje planete u Sunčevom sustavu. Težak 12,6 Zemljine mase, planet je masivniji od Zemlje, ali manje masivan od Neptuna. Za razliku od Neptuna, koji je udaljen 3 milijarde milja od Sunca, GJ 3470 b možda je nastao vrlo blizu svoje crvene patuljaste zvijezde kao suhi kameni objekt. Zatim je gravitacijski povukao vodik i plinoviti helij s okozvjezdanog diska kako bi stvorio gustu atmosferu. Disk se raspršio prije mnogo milijardi godina i planet je prestao rasti. Donja slika prikazuje pogon koji je sustav izgledao davno. Ljubaznošću NASA / ESA
Međutim, znanstvenici povremeno postavljaju pitanje: je li Gliese 3470 b mini-neptun u obliku u kojem se sada spominje ili je super-zemlja?
Još jedan primjer mini-Neptuna - Kepler-11f imamasu od 2,3 mase Zemlje i gustoću od 0,69, isto kao Saturn, koji ima masu od 95 Zemlje. Ova svojstva klase, ovaj egzoplanet je u kategoriji mini-Neptuna ili plinovitih patuljaka, koji imaju tekući ocean okružen gustom atmosferom vodika i helija i malom stjenovitom jezgrom.
Vrući Jupiteri
Vrući Jupiteri su plinski divovski planeti ss periodom optjecaja kraćim od 10 dana. Kratko razdoblje znači da su vrući Jupiteri vrlo blizu svojih zvijezda domaćina. Tipično su udaljeni manje od 0,1 astronomske jedinice, što je jedna desetina udaljenosti od Zemlje do Sunca. Vrući Jupiteri dominiraju planetarnim otkrićima barem jedno desetljeće jer ih je najlakše pronaći pomoću radijalne brzine (Doppler) i tranzitnih metoda.
Vrući Jupiteri su masivni plinoviti divovski planeti koji kruže oko svojih sunca na maloj udaljenosti od Zemlje-Sunca u našem Sunčevom sustavu. Zasluge: ESA
Prema modernim modelima planetarne formacije,tehnički vrući Jupiteri ne bi trebali postojati. Plinski div ne može stvoriti toliko blizu zvijezde jer gravitacija, zračenje i intenzivan zvjezdani vjetar moraju spriječiti da se plin drži zajedno.
Međutim, oni postoje; od više od 4.000 potvrđenih egzoplaneta do danas otkrivenih, do 337 mogu biti vrući Jupiteri.
Jedno od mogućih rješenja je tovrući jupiteri stvaraju se dalje tamo gdje su građevinski materijali dovoljni i zatim migriraju na svoj trenutni položaj. Migracija vrućih Jupitera može se pokrenuti različitim mehanizmima. Smatra se da je razlog neravnoteža struja u protoplanetarnom disku. Neki znanstvenici vjeruju da su orbite vrućeg Jupitera uzbuđene do vrlo velike ekscentričnosti (brojčana karakteristika orbite nebeskog tijela, koja karakterizira "kompresiju" orbite).
Međutim, novo istraživanje predstavljeno na233. sastanak Američkog astronomskog društva u Seattleu potvrđuje ideju koja je u suprotnosti s prethodnim idejama o formiranju planeta, ali dobiva zamah na ovom području.
Divovske planete koje se okreću oko sebenjihove zvijezde mogle su se za nekoliko dana stvoriti na mjestu blizu njihovih sunca, umjesto da se formiraju u daljini i kasnije migriraju prema zvijezdi.
Djelo objavljeno 5. listopada 2018. u časopisu TheAstrophysical Journal Letters pokazuje da se takvi divovski planeti, nazvani vrući Jupiteri, mogu stvoriti na mjestu blizu svojih zvijezda i ostati tamo tijekom svog života bez isparavanja.
Protoplanetarni diskovi koji tvore planeteoko mladih zvijezda u sredini ima rupu koju stvara magnetsko polje zvijezde. Novo istraživanje pokazalo je da unutarnja granica diska može formirati planete divovskih plinova, a da ne zahtijeva da se dalje tvore i migriraju. Zasluge: NASA / JPL-Caltech
2017. godine otkriven je svijet nalik Jupiteru.toliko vruće da planet isparava njegova dnevna temperatura od preko 4315,556°C (4600 Kelvina), KELT-9b je planet koji je topliji od većine zvijezda. Ali njezina plava zvijezda A-tipa, nazvana KELT-9, još je toplija - zapravo, vjerojatno će raspasti planet isparavanjem.
Koncept ovog umjetnika prikazuje planet.KELT-9b, koji kruži oko svoje vodeće zvijezde, KELT-9. To je do sada najvrući planet plinskog diva otkriven. Zasluge: NASA / JPL-Caltech
U 2019. godini postavljen je novi rekord međuorbite vrućih Jupitera. Prema studiji, plinski div nazvan NGTS-10b kruži oko svoje zvijezde toliko blizu da potpunu revoluciju izvrši za 18,4 sata. Otkriće čini ovaj Sunčev sustav nevjerojatnim laboratorijem za proučavanje plimnih interakcija između zvijezde i opasno bliskog divovskog egzoplaneta.
Analozi Zemlje
Prije znanstvenog pretraživanja i proučavanja ekstrasolarnih planetao ovoj mogućnosti postojanja planeta poput Zemlje govorilo se samo u filozofiji i znanstvenoj fantastici. Princip osrednjosti sugerira da bi planeti poput našeg trebali biti uobičajeni u svemiru, dok hipoteza o jedinstvenoj Zemlji sugerira da su izuzetno rijetki. Do sada otkriveni tisuće egzoplanetarnih zvjezdanih sustava uvelike se razlikuju od našeg Sunčevog sustava, dok potvrđuju hipotezu o jedinstvenoj Zemlji.
Filozofi primjećuju da je veličina svemira takvada negdje mora postojati gotovo identičan planet. U dalekoj budućnosti ljudi mogu koristiti tehnologiju za umjetno stvaranje zemaljskog analoga teraformiranjem. Teorija multiverzuma sugerira da bi analog Zemlje mogao postojati u drugom svemiru, ili čak biti drugačija verzija same Zemlje u paralelnom svemiru.
Na temelju studije od 4. studenoga 2013. možepostoji 40 000 000 000 planeta veličine Zemlje koji kruže oko svojih zvijezda u nastanjivim zonama unutar Mliječne staze. Najbliži takav planet mogao bi biti udaljen 12 svjetlosnih godina. Astronomi su pružili rezultate na temelju podataka iz misije Kepler.
Znanstvena otkrića od 1990-ih uvelike su utjecala na područje astrobiologije, planetarne modele nastanjivosti i potragu za vanzemaljskom inteligencijom (SETI).
Gdje tražiti život?
Znamo samo jedan planet koji imaživot je Zemlja. A na našem planetu voda je najvažnija komponenta života kakvog poznajemo. Iako astronomi još uvijek nisu sigurni postoji li život na drugim planetima, sužavaju potragu za potencijalno nastanjivim svjetovima koristeći nekoliko kriterija.
Budući da je naš koncept života Zemlja, astronomitražeći planete sličnih njoj karakteristika. Kao što je, na primjer, tekuća voda. Ali nebeski se objekt može okretati toliko blizu (poput Merkura) ili toliko daleko (poput Plutona) od svoje zvijezde da voda prvo ispari ili se smrzne na njenoj površini, nego što se tamo može stvoriti život. Useljiva zona je raspon udaljenosti s pravim temperaturama kako bi voda na planetu ostala tekuća. Znanstvenici se nadaju da će nas otkrića u nastanjivim zonama poput planeta Kepler-186f veličine Zemlje dovesti do vode - i jednog dana do vanzemaljskog života.
Useljiva zona je u sredini. Zasluge: NASA
Ako se igdje može pronaći život, onda će to najvjerojatnije biti egzoplanete u nastanjivoj zoni.
Buduća studija egzoplaneta: glavne misije i njihovi ciljevi
JWST (svemirski teleskop James Webb)
NASA / ESA / CSA misija svemirskog teleskopaPokretanje Jamesa Webba 2021. pružit će nove mogućnosti za promatranje egzoplaneta i njihovih atmosfera koje mijenjaju igru. S paketom od četiri instrumenta koji rade na infracrvenim valnim duljinama, Webb će koristiti nekoliko metoda za proučavanje tih ekstrasolarnih tijela.
Visoko osjetljiva spektroskopska opažanja planeta u tranzitu - sa sličnim karakteristikama u pogledu veličine i mase - otvorit će doba uspoređivanja planetarnih znanosti za egzoplanete.
Umjetnikov dojam o Webbu. Zasluge: ESA, NASA, S. Beckwith (STScI) i HUDF tim, Northrop Grumman Aerospace Systems / STScI / ATG medialab
Webb će karakterizirati atmosferu egzoplanetabilježenjem spektra apsorpcije, refleksije i emisije na infracrvenim valnim duljinama za planete u rasponu veličine od super-zemalja do plinskih divova. Iskoristit će činjenicu da molekule u atmosferama egzoplaneta imaju velik broj spektralnih karakteristika na tim valnim duljinama, pružajući promatračima bogat skup dijagnostičkih alata, od kojih mnogi nisu dostupni sa Zemlje.
Webb će također moći izravno generiratineki mladi i masivni egzoplaneti koji kruže dalje od matične zvijezde od većine tranzita. Tri Webbova alata imaju mogućnosti visokog kontrasta (u dva slučaja to se radi koronagrafom) kako bi se minimaliziralo odsjaj matične zvijezde i pojednostavila slika planeta. Promatranja s više infracrvenih filtara pružit će puno informacija o tim planetima, njihovim svojstvima i mehanizmima nastanka.
PLATON
Misija ESA PLATO (Planetarni tranzit iOscilacije zvijezda) treba započeti 2026. PLATO ima za cilj otkriti i okarakterizirati velik broj novih ekstrasolarnih planetarnih sustava tražeći stotine tisuća sjajnih zvijezda za tranzitne planete. PLATO će imati jedinstvenu sposobnost pronalaženja i određivanja svojstava zemaljskih planeta koji se vrte u nastanjivoj zoni oko zvijezda sličnih našem Suncu.
Kombiniranjem preciznih PLATO mjerenja radijusa zaveliki uzorak planeta s odgovarajućim planetarnim masama utvrđenim na temelju zemaljskih promatranja, znanstvenici će moći istražiti raznolikost postojećih planeta. Ova će promatranja također omogućiti znanstvenicima da utvrde volumetrijski sastav velikog broja manjih planeta, prouče koliko su slični Zemlji i istraže njihovu nastanjivost.
Otkrivanje planeta koje se vrte oko sjajnih zvijezdaPLATO će predvoditi naredne misije u potrazi za potpisima života - ove vrste planeta najbolji su kandidati za naknadna spektroskopska mjerenja za mjerenje strukture i sastava planetarnih atmosfera.
ARIEL
Svemirski teleskop u izradi,koji bi trebao lansirati 2028. godine u sklopu četvrte misije Europske svemirske agencije Cosmic Vision srednje klase. Planirano je da će uz pomoć teleskopa biti istraženo najmanje 1.000 egzoplaneta tranzitnom metodom.
Od pokretanja 2028. godine ARIEL ćenamijenjen je provođenju opažanja visoke preciznosti pomoću simultane fotometrije u vidljivom području spektra i spektroskopije u bliskom infracrvenom području valova. Promatrat će i proučavati oko 1000 pretežno vrućih i vrućih tranzitnih plinskih divova, Neptuna i super-zemalja oko niza zvjezdanih tipova i arhitektura planetarnih sustava.
prognoze
Uz ovaj set svemirskih teleskopa kojiPokrenut u sljedećem desetljeću, možemo očekivati da se Zemlja 2.0 približava, dodajući još bizarnih i neočekivanih planeta u kolekciju egzoplaneta. Uzbudljiva vremena pred nama.
Zašto proučavati egzoplanete?
„Jesmo li sami u Svemiru?“ jedno je od najdubljih pitanja koje čovječanstvo može postaviti. Prvi egzoplanet koji kruži oko zvijezde poput našeg Sunca otkriven je 1995. godine, a danas je istraživanje egzoplaneta jedno od najbrže rastućih područja u astronomiji.
Istražujući raznolik spektar egzoplaneta iplanetarni sustavi koji su do danas otkriveni - od malih do velikih, od onih koji se čine zemaljskim do duboko bizarnih - ne samo da nam pomažu naučiti o tome kako su se ti posebni sustavi formirali i razvijali, već također pružaju važne naznake o razumijevanju može li i gdje život postojati negdje drugdje u svemiru.
Pročitajte i
Pogledajte 3D kartu svemira: sastavljena je 20 godina i već je iznenadila znanstvenike
Komet NEOWISE je vidljiv u Rusiji. Gdje je vidjeti, gdje pogledati i kako se fotografirati
Parada planeta 2020: gdje gledati, kada će se dogoditi i što znanost kaže o tome