Meer over de Romeinse telescoop en missie
NASA heeft zijn volgende ontvanger officieel "Hubble" genoemd. Eerder
Roman Space Telescope zou moeten worden gelanceerd inhalverwege de jaren 2020 als opvolger van de verouderende Hubble. Ondanks het feit dat ze zijn uitgerust met een spiegel van dezelfde grootte - 2,4 m breed, gebruikt de nieuwe telescoop een groothoekinstrument om een gebied van de hemel te bestuderen dat 100 keer groter is dan dat wat Hubble kan vastleggen.
Bij het observeren van het heelal in infraroodbereik, zal de Roman Space Telescope verschillende primaire doelen hebben. De eerste is om exoplaneten te zoeken en te bestuderen met behulp van spectroscopie en een experimentele coronografie-tool om contrastrijke beelden van deze werelden te verkrijgen.
Hij onderzoekt ook donkere energie, mysterieuseen kracht die de uitdijing van het universum lijkt te versnellen. De Romeinse ruimtetelescoop kan ook helpen bij het bestuderen van donkere materie en een reeks andere astrofysische onderwerpen.
Wat gaat de telescoop bestuderen?
Japanse en Amerikaanse wetenschappers hebben dat berekendNASA's Nancy Grace Roman Space Telescope zal ongeveer 10 hete Jupiters en 30 bruine dwergen dichter bij het centrum van de Melkweg vinden, met behulp van het effect van zwaartekrachtlenzen.
Allereerst zal de telescoop worden gebruiktzwaartekracht microlensmethode. De essentie van de methode is dit: wanneer een massief object, zoals een ster, voor een verder weg gelegen ster passeert (ten opzichte van de telescoop), zal het licht van de verder weg gelegen ster worden gebroken.
Het resultaat is dat het dichterbij gelegen object zich gedraagt alsnatuurlijke lens, die het licht van de achtergrondster vergroot. Planeten die in een baan om een lensster draaien, kunnen op kleinere schaal een soortgelijk effect hebben, dus astronomen proberen ze te detecteren door licht van een verder gelegen ster te analyseren.
Omdat de methode helpt om zelfskleine planeten met een breed scala aan banen, verwachten wetenschappers dat een onderzoek van de nieuwe telescoop analogen van bijna elke planeet in ons zonnestelsel zal onthullen. En ook meer exotische werelden - gigantische planeten in kleine banen die bekend staan als hete Jupiters, en zogenaamde "mislukte sterren" - bruine dwergen.
Bruine dwergen
Bruine dwergen zijn substellaire objecten (met massa's variërend van 0,012 tot 0,0767 zonsmassa's, of respectievelijk van 12,57 tot 80,35 Jupiter-massa's).
Net als in sterren vinden daarin thermonucleaire reacties plaats.kernfusie op de kernen van lichte elementen (deuterium, lithium, beryllium, boor), maar in tegenstelling tot de sterren van de hoofdreeks is de bijdrage aan de warmteafgifte van dergelijke sterren door de kernfusie van waterstofkernen (protonen) onbelangrijk.
In bruine dwergen, in tegenstelling tot de sterren van de hoofdrolsequentie, er zijn ook geen bolvormige lagen van stralingsenergieoverdracht - warmteoverdracht daarin wordt alleen uitgevoerd door turbulente convectie, die de homogeniteit van hun chemische samenstelling over de diepte bepaalt.
Bruine dwerg (kleiner object) roterendrond de ster Gliese 229, die zich in het sterrenbeeld Haas bevindt, ongeveer 19 lichtjaar van de aarde verwijderd. De bruine dwerg Gliese 229B heeft een massa van 20 tot 75 Jupiter-massa's.
Een van de mechanismen van oorsprong van bruindwergen zijn vergelijkbaar met planetair. Een bruine dwerg vormt zich in een protoplanetaire schijf aan de rand ervan. In de volgende fase van hun leven worden ze onder invloed van de omringende sterren in de omringende ruimte van hun moederster geworpen en vormen ze een grote populatie van onafhankelijke objecten.
Net als gewone sterren kunnen bruine dwergen datonafhankelijk van andere objecten worden gevormd. Ze kunnen individueel of in de nabijheid van andere sterren worden gevormd. In 2015 werd een groep zich vormende bruine dwergen bestudeerd, en sommigen van hen lieten tijdens het proces dezelfde jets zien als zwaardere sterren.
In tegenstelling tot de hoofdreekssterren,waarvan de minimale oppervlaktetemperatuur ongeveer 4000 K is, de temperatuur van bruine dwergen ligt in het bereik van 300 tot 3000 K. het leven, terwijl hoe groter de dwerg, hoe langzamer hij afkoelt.
Eigenschappen van bruine dwergen, overgang tussenplaneten en sterren in massa, zijn van bijzonder belang voor astronomen. Een jaar na de ontdekking van het eerste object van deze klasse werden weersverschijnselen ontdekt in de atmosferen van bruine dwergen. Het bleek dat bruine dwergen ook hun eigen manen kunnen hebben.
Hete Jupiters
Hot Jupiters zijn een klasse van exoplaneten met massain de orde van de massa van Jupiter (1,9⋅1027 kg). In tegenstelling tot Jupiter, die 5 AU verwijderd is. van de zon bevindt een typische hete Jupiter zich op een afstand van ongeveer 0,05 AU. van de ster, dat wil zeggen een orde van grootte dichterbij dan Mercurius van de zon en twee ordes van grootte dichterbij dan Jupiter.
Hete Jupiters waren ooit bezeteen aanzienlijk deel van de lijst met ontdekte exoplaneten, omdat ze het gemakkelijkst te detecteren zijn, omdat ze merkbare verstoringen van korte duur in de beweging van de ster introduceren, die kunnen worden gedetecteerd door verschuivende spectraallijnen.
Bovendien is de kans dat een planeet vóór de schijf van de ster passeert vrij hoog, wat het mogelijk maakt om de grootte van de planeet te schatten aan de hand van de afname van de helderheid van de ster.
Artistieke weergave van de hete planeet XO-1 b
kenmerken:
- Het oppervlak verwarmen tot een temperatuur van 1000-1500 K(en soms tot bijna 3000 K), veroorzaakt door hun nabijheid tot de ster extra thermische uitzetting, zodat de stralen van dergelijke planeten groter zijn dan die van vergelijkbare planeten, maar op grotere afstand van de moederster.
- De excentriciteit van de baan is meestal bijna nul omdat deze afneemt als gevolg van getijdenkrachten.
Er wordt aangenomen dat dichtbij de ster zelf niet genoeg ismateriaal voor de vorming van planeten. Alle planeten van dit type werden gevormd in het buitenste deel van het systeem en migreerden vervolgens naar het centrum vanwege vertraging in de gasstofschijf.
Er is ook een subklasse van hete Jupiters die hete Jupiters met een korte periode worden genoemd. Het zijn ‘hot-hot’ Jupiters, dat wil zeggen: hete Jupiters die het dichtst bij de sterren staan.
De rotatieperiode van dergelijke planeten rond de steris 1-2 dagen, en de temperatuur kan vaak oplopen tot 2000 ° C (terwijl de oppervlaktetemperatuur van de ster zelf vaak slechts 2-3 keer de temperatuur van het planeetoppervlak is). De heetste korte periode hete Jupiter (evenals de heetste bekende exoplaneet) is WASP-33 b.
Op een heel kleine afstand van de ster en niet ergMet een grote planeetmassa (minder dan 2 Jupiter-massa's) wordt de planeet er niet van weerhouden om op te warmen door zijn zwaartekracht, wat leidt tot zijn sterke thermische uitzetting en een daling van de dichtheid tot extreem lage waarden. Zo'n planeet is meer een gaswolk dan een volwaardige planeet en wordt een losse planeet genoemd.
exoplaneten
Exoplaneet - een planeet buiten de zonne-energiesystemen. Lange tijd bleef het probleem van het detecteren van planeten in de buurt van andere sterren onopgelost, omdat de planeten extreem klein en zwak zijn in vergelijking met de sterren, en de sterren zelf ver van de zon staan (de dichtstbijzijnde bevindt zich op een afstand van 4,24 lichtjaar). . De eerste exoplaneten werden eind jaren tachtig ontdekt.
Nu worden dergelijke planeten ontdekt dankzijgeavanceerde wetenschappelijke methoden, vaak tot aan de grenzen van hun mogelijkheden. Op 6 januari 2021 is het bestaan van 4.396 exoplaneten op betrouwbare wijze bevestigd in 3.242 planetenstelsels, waarvan er 720 meer dan één planeet hebben.
Aantal betrouwbare kandidaten voor exoplanetenveel groter. Dus voor het Kepler-project in januari 2020 waren er 2.420 meer kandidaten, en voor het TESS-project voor januari 2020, 1.082 kandidaten, maar om de status van bevestigde planeten te verkrijgen, moeten ze opnieuw worden geregistreerd met behulp van telescopen op de grond.
Totaal aantal exoplaneten in het MelkwegstelselHet pad wordt geschat op minstens 100 miljard, waarvan 5 tot 20 miljard mogelijk ‘aardeachtig’ zijn. Volgens de huidige schattingen heeft ongeveer 34% van de zonachtige sterren planeten die vergelijkbaar zijn met de aarde in hun bewoonbare zone.
Het totale aantal planeten buiten het zonnestelsel,die op de aarde lijkt en sinds augustus 2016 werd ontdekt, is 216. Eind oktober 2020 berekenden wetenschappers het totale aantal mogelijk bewoonbare exoplaneten in het Melkwegstelsel, hun aantal is ongeveer 300 miljoen.
De overgrote meerderheid van open exoplanetengedetecteerd met behulp van verschillende indirecte detectietechnieken in plaats van visuele observatie. De meeste van de bekende exoplaneten zijn gasreuzen en lijken meer op Jupiter dan op de aarde. Dit komt door de beperkte detectiemethoden (het is gemakkelijker om massieve planeten met een korte periode te detecteren).
Animatie van de chronologie van de ontdekking van exoplaneten.De puntkleur geeft de openingsmethode aan. De horizontale as is de grootte van de semi-hoofdas. De verticale as is massa. Ter vergelijking: de planeten van het zonnestelsel zijn wit gemarkeerd.
Wetenschappers voorspellen dat alleen in de melkwegDe Melkweg (waar onze planeet Aarde zich bevindt), volgens de laatste gegevens, is hun aantal ongeveer 300 miljoen. Bewoonbare planeten betekenen de aanwezigheid van microben, planten en dieren erop, maar niet noodzakelijkerwijs beschavingen of ander intelligent leven.
Berekeningen van wetenschappers hebben aangetoond dat als in de volgendedecennia, ten minste één planeet met mogelijke sporen van leven zal worden ontdekt, dit zal betekenen dat er andere vergelijkbare werelden in onze melkweg zijn met een waarschijnlijkheid van 95-97%.
Door de ontdekking van exoplaneten konden astronomen dit doenconclusie: planetenstelsels zijn een veel voorkomend verschijnsel in de ruimte. Er bestaat nog steeds geen algemeen aanvaarde theorie over planeetvorming, maar nu het mogelijk is statistieken samen te vatten, is de situatie op dit gebied ten goede aan het veranderen.
De meeste gedetecteerde systemen zijn heel verschillendvan de zon - hoogstwaarschijnlijk komt dit door de selectiviteit van de gebruikte methoden (de gemakkelijkste manier om massieve planeten met een korte periode te detecteren). In de meeste gevallen kunnen planeten die op de aarde lijken en die momenteel kleiner zijn (augustus 2012), alleen worden gedetecteerd met de transitmethode.
Wat zijn de doelen van het nieuwe Romeinse telescoopprogramma?
Omdat de methode helpt om zelfskleine planeten met een breed scala aan banen, verwachten wetenschappers dat een onderzoek van de nieuwe telescoop analogen van bijna elke planeet in ons zonnestelsel zal onthullen. En ook meer exotische werelden - gigantische planeten in kleine banen die bekend staan als hete Jupiters, en zogenaamde "mislukte sterren" - bruine dwergen.
Eerdere planeetjachtmissies inAllereerst waren ze op zoek naar nieuwe werelden relatief dicht bij ons, op een afstand van wel enkele duizenden lichtjaren. De nabijheid maakt meer gedetailleerd onderzoek mogelijk. Astronomen zijn echter van mening dat het bestuderen van lichamen dicht bij de kern van ons sterrenstelsel nieuwe inzichten zou kunnen opleveren in hoe planetaire systemen evolueren.
In tegenstelling tot de sterren in de schijf van de melkweg, diebevinden zich op comfortabele afstanden van elkaar, de sterren nabij de kern zijn veel dichter. Roman kon erachter komen of deze nauwe opstelling van sterren de banen van de planeten beïnvloedt. Als een ster dicht bij een planetenstelsel komt, kan de zwaartekracht de planeten uit hun normale banen duwen.
Supernovae komen ook vaker voor nabij het centrumsterrenstelsels. Deze catastrofale gebeurtenissen zijn zo intens dat ze nieuwe elementen kunnen creëren die in de omgeving vrijkomen wanneer de exploderende sterren sterven. Astronomen denken dat dit de vorming van planeten kan beïnvloeden.
Het vinden van werelden in deze regio kan ons helpen meer te leren over de factoren die de vorming van planeten beïnvloeden.
Wanneer gaat de telescoop werken?
Roman Space Telescope heeft al groen licht gekregenvoor ontwikkeling en testen. Hoogstwaarschijnlijk zal dit echter pas na 2021 beginnen. Omdat NASA van plan is zijn aandacht en budget eerst te richten op de voltooiing van de James Webb-ruimtetelescoop, die naar verwachting in 2021 zal worden gelanceerd.
Lees verder:
Abortus en wetenschap: wat gebeurt er met de kinderen die zullen bevallen
Radars hebben het laatste Tlingit-fort in Alaska gevonden. Ze zoeken hem al meer dan 100 jaar
Een derde van degenen die hersteld zijn van COVID-19 keert terug naar het ziekenhuis. Elke achtste - sterft