Więcej o rzymskim teleskopie i misji
NASA oficjalnie nazwała swojego kolejnego odbiornika „Hubble”. Poprzednio
Rzymski Teleskop Kosmiczny powinien zostać wystrzelony wjako następca starzejącego się Hubble'a. Pomimo tego, że są wyposażone w lustro o tej samej wielkości - 2,4 m szerokości, nowy teleskop wykorzystuje instrument szerokokątny do badania obszaru nieba, który jest 100 razy większy niż ten, który może uchwycić Hubble.
Podczas obserwacji wszechświata w podczerwienizasięgu, rzymski teleskop kosmiczny będzie miał kilka głównych celów. Pierwszym z nich jest poszukiwanie i badanie egzoplanet za pomocą spektroskopii i eksperymentalnego narzędzia koronograficznego w celu uzyskania wysoce kontrastowych obrazów tych światów.
Eksploruje także mroczną energię, tajemnicząsiła, która wydaje się powodować przyspieszenie rozszerzania się wszechświata. Rzymski Teleskop Kosmiczny może również pomóc w badaniu ciemnej materii i szeregu innych astrofizycznych zagadnień.
Co będzie badał teleskop?
Obliczyli to japońscy i amerykańscy naukowcyNależący do NASA rzymski teleskop kosmiczny Nancy Grace znajdzie około 10 gorących Jowiszów i 30 brązowych karłów bliżej centrum galaktyki, wykorzystując efekt soczewkowania grawitacyjnego.
Przede wszystkim teleskop będzie używanymetoda mikrosoczewkowania grawitacyjnego. Istota tej metody jest następująca: gdy masywny obiekt, taki jak gwiazda, przejdzie przed gwiazdą bardziej odległą (w stosunku do teleskopu), światło z bardziej odległej gwiazdy zostanie załamane.
W rezultacie im bliżej obiektu zachowuje się jaknaturalny obiektyw, powiększający światło gwiazdy tła. Planety krążące wokół gwiazdy soczewkowej mogą wywoływać podobny efekt w mniejszej skali, więc astronomowie starają się je wykryć, analizując światło z dalszej gwiazdy.
Ponieważ metoda pomaga wykryć nawetmałe planety o szerokim zakresie orbit, naukowcy spodziewają się, że przegląd nowego teleskopu ujawni analogi prawie każdej planety w naszym Układzie Słonecznym. A także bardziej egzotyczne światy - olbrzymie planety na małych orbitach znane jako gorące Jowisze i tak zwane „nieudane gwiazdy” - brązowe karły.
Brązowe karły
Brązowe karły to obiekty podgwiazdowe (o masach od 0,012 do 0,0767 mas Słońca lub odpowiednio od 12,57 do 80,35 mas Jowisza).
Podobnie jak w gwiazdach, zachodzą w nich reakcje termojądrowe.fuzja jądrowa na jądrach lekkich pierwiastków (deuter, lit, beryl, bor), ale w przeciwieństwie do gwiazd głównego ciągu, udział w uwalnianiu ciepła takich gwiazd z jądrowej fuzji jąder wodoru (protonów) jest nieistotny.
W brązowych karłach, w przeciwieństwie do gwiazd głównychsekwencji, nie ma też kulistych warstw wymiany energii promienistej - wymiana ciepła w nich odbywa się wyłącznie dzięki konwekcji turbulentnej, która decyduje o jednorodności ich składu chemicznego na głębokości.
Obraca się brązowy karzeł (mniejszy obiekt)wokół gwiazdy Gliese 229, która znajduje się w konstelacji Zająca około 19 lat świetlnych od Ziemi. Brązowy karzeł Gliese 229B ma masę od 20 do 75 mas Jowisza.
Jeden z mechanizmów pochodzenia brązukarły są podobne do planetarnych. Brązowy karzeł tworzy się w dysku protoplanetarnym na jego obrzeżach. W kolejnym etapie swojego życia, pod wpływem otaczających gwiazd, są wyrzucane w przestrzeń otaczającą ich gwiazdę macierzystą i tworzą dużą populację niezależnych obiektów.
Podobnie jak zwykłe gwiazdy, brązowe karły mogąpowstać niezależnie od innych obiektów. Mogą tworzyć się pojedynczo lub w bliskim sąsiedztwie innych gwiazd. W 2015 roku zbadano grupę formujących się brązowych karłów, a niektóre z nich pokazywały te same dżety, co w tym procesie bardziej masywne gwiazdy.
W przeciwieństwie do gwiazd sekwencji głównej,minimalna temperatura powierzchni wynosząca około 4000 K, temperatura brązowych karłów mieści się w przedziale od 300 do 3000 K. W przeciwieństwie do gwiazd, które nagrzewają się na skutek zachodzącej w nich fuzji termojądrowej, brązowe karły stale się ochładzają. życie, podczas gdy im większy krasnolud, tym wolniej się ochładza.
Właściwości brązowych karłów, przejściowemasowe planety i gwiazdy są przedmiotem szczególnego zainteresowania astronomów. Rok po odkryciu pierwszego obiektu tej klasy w atmosferach brązowych karłów odkryto zjawiska pogodowe. Okazało się, że brązowe karły również mogą mieć własne księżyce.
Gorące Jowisze
Gorące Jowisze to klasa egzoplanet o masierzędu masy Jowisza (1,9⋅1027 kg). W przeciwieństwie do Jowisza, który jest oddalony o 5 jednostek astronomicznych. od Słońca typowy gorący Jowisz znajduje się w odległości około 0,05 AU. od gwiazdy, to znaczy o jeden rząd wielkości bliżej niż Merkury od Słońca i dwa rzędy wielkości bliżej niż Jowisz.
Gorące Jowisze były kiedyś zajęteznaczny udział na liście odkrytych egzoplanet, gdyż są one najłatwiejsze do wykrycia, gdyż wprowadzają zauważalne krótkotrwałe zaburzenia w ruchu gwiazdy, które można wykryć poprzez przesunięcie linii widmowych.
Ponadto prawdopodobieństwo przejścia planety przed dyskiem gwiazdy jest dość wysokie, co pozwala oszacować wielkość planety na podstawie spadku jasności gwiazdy.
Artystyczne przedstawienie gorącej planety pozasłonecznej XO-1 b
Charakterystyka:
- Ogrzewanie powierzchni do temperatury 1000-1500 K.(a czasem nawet do prawie 3000 K), ze względu na bliskość gwiazdy, powoduje dodatkową rozszerzalność cieplną, tak że promienie takich planet są większe niż promienie podobnych, ale znajdują się w większej odległości od gwiazdy macierzystej.
- Mimośrodowość orbity jest zwykle bliska zeru, ponieważ zmniejsza się z powodu sił pływowych.
Uważa się, że w pobliżu samej gwiazdy nie wystarczymateriał do tworzenia planet. Wszystkie planety tego typu powstały w zewnętrznej części układu, a następnie migrowały do centrum w wyniku wyhamowania dysku gazowo-pyłowego.
Istnieje również podklasa gorących Jowiszów, zwana gorącymi Jowiszami krótkookresowymi. Są to „gorące” Jowisze, czyli gorące Jowisze znajdujące się najbliżej gwiazd.
Okres rotacji takich planet wokół gwiazdywynosi 1-2 dni, a temperatura często osiąga 2000 ° C (podczas gdy temperatura powierzchni samej gwiazdy jest często tylko 2-3 razy wyższa od temperatury powierzchni planety). Najgorętszym gorącym Jowiszem w krótkim okresie czasu (a także najgorętszą znaną egzoplanetą) jest WASP-33 b.
W bardzo małej odległości od gwiazdy i niezbytPrzy dużej masie planety (mniej niż 2 masy Jowisza), grawitacja nie powstrzymuje planety przed rozgrzaniem, co prowadzi do jej silnej rozszerzalności cieplnej i spadku gęstości do wyjątkowo niskich wartości. Taka planeta jest bardziej chmurą gazową niż pełnoprawną planetą i nazywana jest luźną planetą.
Egzoplanety
Egzoplaneta - planeta znajdująca się poza Układem Słonecznymsystemy. Przez długi czas problem wykrywania planet w pobliżu innych gwiazd pozostawał nierozwiązany, ponieważ planety są niezwykle małe i słabe w porównaniu do gwiazd, a same gwiazdy są daleko od Słońca (najbliższa znajduje się w odległości 4,24 lat świetlnych) . Pierwsze egzoplanety odkryto pod koniec lat 80. XX wieku.
Teraz takie planety zaczęto odkrywać dziękizaawansowanych metod naukowych, często do granic swoich możliwości. Według stanu na 6 stycznia 2021 r. istnienie 4396 egzoplanet zostało wiarygodnie potwierdzonych w 3242 układach planetarnych, z czego 720 ma więcej niż jedną planetę.
Liczba wiarygodnych kandydatów na egzoplanetyznacznie większy. Tak więc do projektu Kepler w styczniu 2020 r. Było 2420 więcej kandydatów, a do projektu TESS na styczeń 2020 r. 1082 kandydatów, jednak aby uzyskać status potwierdzonych planet, trzeba je ponownie zarejestrować za pomocą teleskopów naziemnych.
Całkowita liczba egzoplanet w Galaktyce MlecznejSzacuje się, że jest ich co najmniej 100 miliardów, z czego od 5 do 20 miliardów prawdopodobnie jest „podobnych do Ziemi”. Ponadto według aktualnych szacunków około 34% gwiazd podobnych do Słońca ma w swojej strefie zamieszkiwalnej planety porównywalne z Ziemią.
Całkowita liczba planet poza Układem Słonecznym,przypominających Ziemię i odkrytych w sierpniu 2016 r. wynosi 216. Pod koniec października 2020 r. naukowcy obliczyli całkowitą liczbę egzoplanet potencjalnie nadających się do zamieszkania w galaktyce Drogi Mlecznej, ich liczba wynosi około 300 milionów.
Zdecydowana większość otwartych egzoplanetwykryto przy użyciu różnych technik wykrywania pośredniego zamiast obserwacji wizualnej. Większość znanych egzoplanet to gazowe giganty, które bardziej przypominają Jowisza niż Ziemię. Wynika to z ograniczonych metod wykrywania (krótkofalowe masywne planety są łatwiejsze do wykrycia).
Animacja chronologii odkrycia egzoplanet.Kolor kropki wskazuje sposób otwierania. Oś pozioma to rozmiar półosi wielkiej. Oś pionowa to masa. Dla porównania planety Układu Słonecznego zaznaczono kolorem białym
Naukowcy przewidują, że tylko w galaktyceDroga Mleczna (na której znajduje się nasza planeta Ziemia) według najnowszych danych ich liczba wynosi około 300 milionów. Zamieszkane planety oznaczają obecność na nich drobnoustrojów, roślin i zwierząt, ale niekoniecznie cywilizacji lub innego inteligentnego życia.
Obliczenia naukowców wykazały, że jeśli w następnymdekad, co najmniej jedna planeta z możliwymi śladami życia zostanie odkryta, będzie to oznaczać, że istnieją inne podobne światy w naszej galaktyce z prawdopodobieństwem 95-97%.
Odkrycie egzoplanet umożliwiło astronomom dokonaniewniosek: układy planetarne są powszechnym zjawiskiem w przestrzeni kosmicznej. Nadal nie ma ogólnie przyjętej teorii powstawania planet, ale teraz, gdy możliwe jest podsumowanie statystyk, sytuacja w tym obszarze zmienia się na lepsze.
Większość wykrytych systemów bardzo się różniod Słońca - najprawdopodobniej wynika to z selektywności zastosowanych metod (najłatwiejszy sposób wykrywania masywnych planet w krótkim okresie). W większości przypadków planety podobne do Ziemi i mniejsze w tej chwili (sierpień 2012) można wykryć tylko metodą tranzytową.
Jakie są cele nowego programu teleskopów rzymskich?
Ponieważ metoda pomaga wykryć nawetmałe planety o szerokim zakresie orbit, naukowcy spodziewają się, że przegląd nowego teleskopu ujawni analogi prawie każdej planety w naszym Układzie Słonecznym. A także bardziej egzotyczne światy - olbrzymie planety na małych orbitach znane jako gorące Jowisze i tak zwane „nieudane gwiazdy” - brązowe karły.
Poprzednie misje polowania na planety w programieprzede wszystkim poszukiwali nowych światów stosunkowo bliskich nam, oddalonych nawet o kilka tysięcy lat świetlnych. Bliskość umożliwia bardziej szczegółowe badanie. Jednak astronomowie uważają, że badanie ciał znajdujących się w pobliżu jądra naszej galaktyki może dostarczyć nowych informacji na temat ewolucji układów planetarnych.
W przeciwieństwie do gwiazd w dysku galaktyki, któreznajdują się w wygodnych odległościach od siebie, gwiazdy w pobliżu jądra są znacznie gęstsze. Roman mógłby dowiedzieć się, czy ten ścisły układ gwiazd wpływa na orbity planet. Jeśli gwiazda przejdzie blisko układu planetarnego, jej grawitacja może wypchnąć planety z ich normalnych orbit.
Supernowe są również częstsze w pobliżu centrumgalaktyki. Te katastrofalne zdarzenia są tak intensywne, że mogą wytworzyć nowe pierwiastki, które zostaną uwolnione do środowiska, gdy eksplodujące gwiazdy umierają. Astronomowie uważają, że może to mieć wpływ na powstawanie planet.
Znalezienie światów w tym regionie może pomóc nam dowiedzieć się więcej o czynnikach, które wpływają na formowanie się planet.
Kiedy teleskop zacznie działać?
Rzymski Teleskop Kosmiczny otrzymał już zielone światłodo rozwoju i testowania. Najprawdopodobniej jednak zacznie się to dopiero po 2021 roku roku, ponieważ NASA planuje skupić swoją uwagę i budżet na ukończeniu w pierwszej kolejności Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, którego wystrzelenie zaplanowano na 2021 rok.
Czytaj więcej:
Aborcja i nauka: co stanie się z dziećmi, które będą rodzić
Radary znalazły ostatni fort Tlingit na Alasce. Szukali go od ponad 100 lat
Jedna trzecia osób, które wyzdrowiały po COVID-19, wraca do szpitala. Co ósma - umiera