Menneskeheten innså ganske tidlig at det er stjerner på himmelen, og det er mange av dem. Da ble denne tanken supplert med argumentet om at stjernene ligner vår sol, eller på en gang var like. Så ble det klart at Jorden og andre planeter kretser rundt Sola, og et rimelig spørsmål oppstår: "Hvorfor kan ikke planetene dreie seg om andre stjerner?" Teorien så ikke noe problem i den mulige eksistensen av planeter utenfor solsystemet, men vitenskapen trenger alltid fakta. Og over tid ble faktaene funnet.
exoplanet
Hva er en eksoplanett? Alt er rett og slett skandaløst - dette er en planet utenfor solsystemet som kretser rundt en stjerne. Begrepet ble dannet fra forkortelsen ekstra solplanet, det vil si ekstrasolar planet. Men ikke vær forvirret: ikke alt utenfor solsystemet er en exoplanet, det er også himmellegemer - foreldreløse barn, de såkalte planemos, som reiser gjennom rommet utenfor bane til forelderstjernen.
Hva er eksoplanetene? De er veldig forskjellige. Kepler-romteleskopet observerte bare to konstellasjoner - Cygnus og Lyru - i 8 år, men fant rundt tusen kandidater til eksoplaneter. Og vi har 88 konstellasjoner, og disse to har fremdeles noe å oppdage.
Dermed er det mange eksoplaneter, og de er forskjellige. Oppdagelsesmetodene, som vi vil snakke om senere, tillater oss ikke å bestemme sammensetningen, atmosfæren og naturen til de oppdagede planetene nøyaktig. Hva kan vi si, vi kan ikke engang se eksoplaneten direkte. Men selv gjennom indirekte tegn og data kan en klassifisering lages.
De to hovedklassene av eksoplaneter er små bergplaneter og gigantiske planeter. Hvis vi bruker denne klassifiseringen på solsystemet vårt, vil Venus, Merkur, Jorden og Mars gå til den første, og Jupiter, Saturn, Uranus og Neptune vil gå til den andre.
Hver av klassene kan deles inn i et antall underklasser. La oss analysere de mest grunnleggende.
Salgsfremmende video:
Chthonic planet
Den kthoniske planeten er en gassgigant som raskt faller på morsstjernen. I sentrum av gassgiganten er det en liten tett kjerne som holder store masser av gassformet materiale rundt seg. Etter hvert som nærmer seg moderstjernen, begynner gassgiganten å fordampe skallet sitt til det gjenstår en kjerne.
Kunstnerisk skildring av transitt av den kthoniske planeten HD 209458b foran stjernen. European Space Agency, Alfred Vidal-Madjar (Institut d'Astrophysique de Paris, CNRS, Frankrike) og NASA / wikimedia.org (CC BY 4.0)
Super-earth
Det viktigste og eneste kriteriet som en planet kan rangeres som en superjord er dens masse. Slike planeter er vanligvis flere ganger tyngre enn jorden, men samtidig mye mindre enn gassgiganten. I motsetning til de kthoniske planetene, ble det oppdaget ganske mange slike himmellegemer, og i 2007 fant astronomer superjorden Gliese 581-c i den beboelige sonen.
Gliese 581c Tyrogthekreeper / wikimedia.org (CC BY-SA 3.0)
Varm jupiter
Navnet på den kjente planeten er skrevet med en liten bokstav ikke ved en feiltakelse, hot Jupiter er ikke en spesifikk planet, men en hel planetarisk klasse. I motsetning til vår gassgigant, er varme Jupiters lokalisert nesten nær moderstjernen, som varmer atmosfæren til 1500 K. På grunn av en rekke funksjoner, spesielt den store størrelsen deres, er det oppdaget mange varme Jupiters.
Kald jupiter
Det er for denne klassen de opprinnelige Jupiter og Saturn hører hjemme - kald Jupiter er lokalisert i en slik avstand fra stjernen at den mottar mesteparten av sin varme fra interne prosesser, og ikke fra stråling.
Iskjempe
Vi har også slike planeter i systemet vårt: Uranus og Neptune er typiske representanter for isgiganter - planeter med en stor størrelse og avstand fra deres opprinnelige stjerne. På grunn av det faktum at strålene svakt oppvarmer slike planeter, er nesten hele overflaten bundet av is, ikke bare vann, men også metan og hydrogensulfid-is.
Voyager 2-bildet av Neptune i august 1989. NASA / wikimedia.org (CC0 1.0)
Listen over eksoplanettarter kan videreføres i veldig lang tid. Det er havplaneter, karbonplaneter, varm og kald neptun, og mye, mye mer. Men vi skal snakke om hvordan de blir oppdaget.
Metoder for å oppdage eksoplaneter
La oss gjøre et enkelt eksperiment. På en eller annen måte, på en varm sommernatt, helst i sør, nær Ekvator, løfter du øynene mot nattehimmelen. Hva vil du se? Det stemmer, myriader av stjerner. Ulike stjerner - lyse og ikke veldig lyse, ensomme og i konstellasjoner. Men praktisk talt alle, bortsett fra Merkur, Jupiter, Månen og kanskje Mars, vil være stjerner.
Det samme er tilfelle med de gigantiske teleskopene i observatoriene. Stjernene, på grunn av sin størrelse og stråling, tilstopper nesten hele det observerbare romrommet, og planetene, som gløder med veldig svakt, reflektert lys, er rett og slett ikke synlige mot bakgrunnen deres. Så hvis det er et sted en sivilisasjon i utviklingsnivået vårt, gjetter det mest sannsynlig på tilstedeværelsen av Jupiter og Saturn nær solen, men ikke mer.
Men eksoplaneter finnes, og veldig pålitelig. Vi har flere måter å gjøre dette på.
Den mest produktive er transitt- eller transittfotometri-metoden. Fakta er at hver stjerne har en slik indikator som lysstyrke. Grovt sett er lysstyrke alt lyset som sendes ut av en stjerne per tidsenhet. Men hvis noe himmellegeme passerer mellom teleskopet til observatøren og stjernen, så faller lysstyrken på passeringstidspunktet. Og hvis denne prosessen gjentas med jevne mellomrom, betyr det at planeten kretser rundt stjernen. Det er fordeler og ulemper med denne metoden. Det viktigste plusset er muligheten til å bestemme størrelsen på en eksoplanett. Minus - for nøyaktig å bestemme tilstedeværelsen av en planet med en lang omløpsperiode, for eksempel, som Jupiter (12 år), må du observere stjernen i veldig lang tid.
Doppler-metode. Metoden er oppkalt etter den østerrikske matematikeren Christian Doppler, og måler den spektrale forskyvningen av en stjerne under påvirkning av en planet. Tyngdelovene fungerer i begge retninger, inkludert for oss, derfor tiltrekker ikke bare jorden oss, men vi også jorden. På samme måte i et par planetstjerner. Rotasjonen av den massive eksoplaneten forskyver den radielle radielle hastigheten til overordnet stjerne, og instrumentene viser hvordan planeten svinger i den røde regionen av spekteret, deretter i fiolen. Doppler-metoden lar, sammen med en transitt, bestemme planetens tetthet, men igjen - bare hvis den er stor nok.
Gravitasjonsmikrolensering. Denne metoden er knyttet til tilstedeværelsen av en annen stjerne mellom astronomens teleskop og den observerte stjernen, som fungerer som en gravitasjonslinse. Men hvis linsestjernen har sin egen planet, vil lyset fra den observerte stjernen karakteristisk bli forvrengt.
Og til slutt kan eksoplaneten lett sees. Planetene i seg selv er veldig svake lyskilder, så det er veldig vanskelig å oppdage jordiske himmellegemer ved bruk av denne metoden. De mest sannsynlige gjenstandene å oppdage er kjemper større enn Jupiter, som er langt nok unna stjernen til å avgi infrarøde stråler av seg selv.
Fram til 2014 delte Doppler-metoden, eller metoden for radial hastighet, og transittmetoden lederskapet i antall oppdagede eksoplaneter. I 2014, takket være flaggskipet for letingen etter eksoplaneter - Kepler-teleskopet, gikk transittmetoden langt foran.
Et interessant faktum: informasjonen innhentet av Kepler er så omfattende at den er fritt tilgjengelig for alle å studere. Dermed har Planet Hunters-prosjektet allerede bidratt til å oppdage tre eksoplaneter.
Muligheten for liv og utsiktene til kolonisering
Vanlige mennesker er naturlig nok mindre interessert i varme neptun og metoder for å oppdage eksoplaneter. Hovedinteressen for publikum er muligheten for liv og kolonisering av fjerne himmellegemer.
Forplayday / bigstock.com
Totalt ble 3.614 eksoplaneter oppdaget i juni 2017. Av disse ligner de på Jorden - 216. Det er mange å velge mellom. Men den antatte koloniseringen og muligheten for livets eksistens er begrenset av en rekke parametere.
Levelig sone
Jordiske astronomer er vant til å måle alt selv, og har avledet begrepet en beboelig sone. Essensen i konseptet er at hver stjerne må ha en viss sone der planetene kan være bebodd.
Hovedbetingelsen i den beboelige sonen er eksistensen av flytende vann. Derfor må planeten være nær stjernen slik at vannet ikke fryser, og langt nok til at det ikke fordamper. For å beregne sentrum av den beboelige sonen ble det til og med avledet en ligning som ser ut som dAU = √Lstar / Lsun, hvor d er den gjennomsnittlige radius for den beboelige sonen, Lstar er lysstyrken til stjernen, og Lsun er lysstyrken til Solen.
Det er 52 planeter på listen over beboelige eksoplaneter, ifølge University of Puerto Rico. En av dem er mini-jorden TRAPPIST - 1d, 21 planeter som kan sammenlignes med jorden, og 30 superjordene.
De viktigste kriteriene er planetens sammensetning, overflatetemperatur, størrelse og atmosfære. Planetene blir evaluert i henhold til graden av likhet med jorden, og til og med et spesielt numerisk kriterium er avledet, som består av alt det ovennevnte. Hvis en planet vinner 0,8 til 1 i jordas likhetsindeks, kan den trygt legges inn på listen over potensielle kolonier. Så velg mine herrer kolonister!
Kepler-438b
Han var rekordholder for likhet med Jorden fram til 2016. ESI (Earth Likhetsindeks) er 0,88. Selve planeten ligger 470 lysår fra Jorden i stjernebildet Lyra, og forelderstjernen til Kepler-438b er bare halvparten av solens størrelse. Selve planeten ligger i den beboelige sonen til stjernen, i størrelse overstiger jorden med 12%.
Proxima Centauri f
Hjemmestjernen på denne planeten er Proxima Centauri, den nærmeste solen. Selve planeten, som det lysende, ligger 4,22 lysår fra oss. I følge likhetsindeksen vinner Proxima Centauri 0,85 og holder seg selvsikker i toppen.
TRAPPIST-1 d
For øyeblikket er planeten TRAPPIST, oppdaget av teleskopet, den mest lik vår hjemme Jorden. Det er også den tredje fra sin overordnede stjerne, litt underordnet jorden i størrelse og veldig lik sammensetning. Den estimerte overflatetemperaturen er +15 grader Celsius.
Dessverre er tilgjengeligheten av passende planeter for kolonisering langt fra den viktigste barrieren på veien for menneskets kolonisering av universet. Til og med Proxima Centauri b, med nåværende teknologier, har potensielle kolonister en veldig, veldig lang flytid. Og helt til vi lærer å effektivt dekke avstander på minst 10 lysår, er det for tidlig å snakke om erobring av eksoplaneter.
Det er fortsatt mange varianter av eksoplaneter. Men de største funnene ligger foran oss - ambisiøse internasjonale prosjekter er allerede under forberedelse på jorden for å lage gigantiske teleskoper og romobservatorier som vil kunne se hva vi ikke finner nå. Men jeg har ennå ikke nevnt at eksoplaneter har satellitter.
