NASA-jev vesoljski teleskop Kepler je korenito spremenil pogled na ogromno število eksoplanetov, ki krožijo okoli drugih zvezd v naši galaksiji, toda koliko jih je primernih za življenje med njimi?
Danes gori z veliko željo, da bi razumeli, katera od več kot 1000 planetov, ki jih je odkril vesoljski teleskop Kepler, je primerna za bivanje. Ali so dovolj blizu svoji zvezdi? Kako njihove površine odbijajo svetlobo? Kako pristranske so njihove orbite?
Novi dokument, ki ga je Astrophysical Journal priznala in je že objavil na spletnem mestu arxiv.org, predlaga, da se vsi ti dejavniki upoštevajo in razvrščajo planete glede na njihov »indeks življenjskega sloga«.
To bo pomagalo dati prednost tistim planetom, ki jih je treba bolj upoštevati, pravi Rory Barnes, raziskovalec in profesor astronomije na Univerzi v Washingtonu. Z Discovery News je razpravljal, kako bo ta indeks deloval.
Glavne značilnosti
Diagram tega, kaj se zgodi s krivuljo svetlobe zvezde, ko se planet premakne pred njo.
Ko eksoplanet preide pred zvezdo in ga lahko opazujemo s teleskopom, kot je Kepler, so vidne štiri glavne značilnosti, kot pravi Barnes: orbitalno obdobje (kako dolgo traja okrog zvezde), trajanje prehoda (kako dolgo traja) za prehod), prehodno globino (koliko svetlobe je blokirano) in čas med prehodi.
»Samo ti podatki niso dovolj za sklepanje o možnosti bivanja,« pravi Barnes. "Ne govorimo o masi, polmeru in svetlosti zvezde - to so stvari, ki jih moramo zagotovo vedeti o" planetih ". To običajno pomeni, da podatki o konverzijah niso dovolj. Astronomi dobijo podrobnejše informacije, ko pogledajo "nihanje" zvezde, kot se planet vrti okoli njega. Ta metoda je znana kot metoda radialne hitrosti. To daje dodatne informacije, na primer o masi eksoplanet in planetni orbiti.
Korak 1: Pregled svetlih zvezd
Umetniška ilustracija TESS (satelit, preučevanje prehodnih eksoplanet) in planetov, ki potekajo pred zvezdico.
V letu 2017 ali 2018 bo NASA-jev satelit, ki preučuje prehodne eksoplanete (TESS), začel raziskovati planete, ki potekajo pred svetlimi zvezdami. Če se zvezda nahaja blizu Zemlje, nam bo več informacij na voljo samo zato, ker je večja v iskalu kot velikost zvezde, ali ker je svetlejša, na primer z astroseizmologijo - znanostjo o »zvezdnih potresih«.
»To je ena največjih prednosti TESSa,« je dejal Barnes. "Satelit TESS gleda blizu zvezd, ki so veliko svetlejše, tako da lahko uporabimo bolj zapletene metode."
2. korak: sedanji podnebni modeli
Ta umetniška ilustracija prikazuje eksoplanet OGLE-2005-BLG-390L b, za katerega se ocenjuje, da ima površinsko temperaturo le 50 Kelvinov (-370 stopinj Fahrenhajta ali -223 stopinj Celzija).
Lahko uporabite več parametrov, ki so nam na voljo - količina svetlobe, ki je blokirana, velikost orbite - da vidite, koliko sevanja radi udari na planet.
Problem pa je, da moramo vedeti tudi, koliko svetlobe lahko odseva svet. Led odseva več svetlobe kot voda ali kopno. To pomeni, da bo imel ledeni planet nižjo površinsko temperaturo kot planet z veliko vode. Z maso planeta ni vedno jasno, ali je to plinasto (npr. Neptun) ali kamnito (kot Zemlja) ali nekaj vmes. Zaradi tega so izračuni še bolj zapleteni.
3. korak: sedanja ekscentričnost
Ta shema sončnega sistema prikazuje, koliko so orbite pritlikavih planetov Plutona in Erisa premaknjene v primerjavi z drugimi planeti
Vendar pa obstaja še eno veliko vprašanje: koliko se je orbita planeta premaknila? Skoraj nemogoče je določiti glede na podatke o konverzijah, ne da bi imeli druge informacije.
Če je planet blizu svoje zvezde, bo na površini udarilo še več sevanja. Če je planet daleč od svoje zvezde, bo sevanje manjše. Če se planet nenadoma premakne zelo blizu zvezde, nato se odmakne na dolge razdalje, se količina sevanja tudi dramatično spremeni.
"To je nekakšen ples med albedom in ekscentričnostjo, ki večinoma določa, kako je stanovanjski planet," je dejal Barnes. "Ekscentričnost je lažje ugotoviti, če v sistemu obstaja več planetov, saj lahko vidite, kako njihove orbite medsebojno vplivajo."
Indeks habitabilnosti
Indeks habitativnosti bo klasificiral planete, kot je Kepler-62F, majhen super-Zemlja, kot je prikazano na tej umetniški podobi.
Barnes in njegovi sodelavci so izpeljali formulo, s katero je zelo verjetno, da bo določil, ali je določen planet vreden podrobnejše študije. Njihov indeks življenjskega sloga je produkt določenih planetarnih komponent, ki omogočajo nastanek poseljenega sveta: zvezdno sevanje, ki pada na površje, orbitalni premik (ekscentričnost), albedo in kamnina.
Priporoča uporabo formule, kot sledi:
- Podatki o prehodu vas lahko zavedejo: zdi se vam, da je tam planet, ko je v resnici le luknja svetlobe, ki se pojavi zaradi madežev na zvezdi. Za potrditev prisotnosti planeta morate uporabiti alternativno metodo. Na primer, metoda radialne hitrosti, to je opazovati nihanje zvezde;
- Takoj, ko dobite več podatkov po meritvah z metodo radialne hitrosti, kot je ekscentričnost, razstavite planete v skladu z bonitetno shemo. Tiste z najugodnejšimi značilnostmi je treba pregledati z večjim številom teleskopov, da se pridobijo bolj zanesljive informacije;
Upa, da bodo astronomi, ki uporabljajo TESS, teleskop James Webb (ki bo kmalu na voljo) in druga orodja, sposobni, da bodo z iskanjem indeksa ucinkoviteje poiskali ucinkovitost.
"Sredstva, potrebna za raziskovanje, so lahko pomembna, zlasti za najmanjše planete," je dejal Barnes. "Naš sistem razvrščanja bo pomagal poudariti več prednostnih kandidatov za testiranje njihovega bivalnega okolja."
