NASA Kepleri kosmoseteleskoop muutis radikaalselt meie vaadet meie galaktikas teiste tähtede peal ringlevate tohutute eksoplanettide arvule, kuid kui palju on nende seas eluks sobiv?
Täna põletame me suure sooviga mõista, millised Kepleri kosmoseteleskoobi poolt avastatud enam kui 1000 planeedist elavad. Kas nad on oma staarile piisavalt lähedal? Kuidas peegeldavad nende pinnad valgust? Kui kallutatud on nende orbiidid?
Uus dokument, mida Astrophysical Journal tunnustas ja mida varem saidil arxiv.org avaldati, teeb ettepaneku võtta arvesse kõiki neid tegureid ja klassifitseerida planeedid vastavalt nende „elujõulisuse indeksile”.
See aitab seada esikohale, milliseid planeete tuleks lähemalt kaaluda, ütleb Washingtoni ülikooli astronoomia teadur ja professor Rory Barnes. Ta arutas Discovery Newsiga, kuidas see indeks töötab.
Peamised omadused
Diagramm sellest, mis juhtub tähe kerge kõveraga, kui planeet läheb selle ette.
Kui exoplanet läheb tähe ees ja seda saab jälgida teleskoobi, näiteks Kepleri kaudu, siis on nähtavad neli peamist omadust, nagu Barnes ütleb: orbiidi periood (kui kaua läheb tähe ümber), ülemineku kestus (kui kaua kestab) ülemineku tegemiseks), ülemineku sügavus (kui palju valgust on blokeeritud) ja üleminekuaegade vahel.
„Ainult need andmed ei ole piisavad, et teha järeldusi elujõulisuse kohta,” ütleb Barnes. "Me ei räägi tähe massist, raadiusest ja heledusest - need on asjad, mida me kindlasti vajame planeetide kohta". " See tähendab tavaliselt, et konversiooniandmed ei ole piisavad. Astronoomid saavad üksikasjalikumat teavet, vaadates tähe „kiikumist”, kui planeet selle ümber ringleb. Seda meetodit tuntakse radiaalkiiruse meetodina. See annab lisateavet näiteks eksoplanetide ja planeedi orbiidi massist.
1. etapp: selgete tähtede vaatlemine
TESSi (satelliit, üleminekueksplaneeringute uurimine) ja tähe ees kulgevate planeetide kunstiline illustratsioon.
2017. või 2018. aastal hakkab NASA transientseid eksoplanete uuriv satelliit (TESS) uurima planeete, mis kulgevad säravate tähtede ees. Kui täht asub Maa lähedal, on meile kättesaadav rohkem teavet, sest see on pildiotsijas suurem kui tähe suurus või kuna see on heledam, näiteks astroseismoloogia - teaduse „tähe maavärinate” kaudu.
„See on TESSi üks suurimaid eeliseid,” ütles Barnes. "TESSi satelliit vaatab tähed, mis on palju heledamad, et saaksime kasutada keerulisemaid meetodeid."
2. etapp: praegused kliimamudelid
See joonis kujutab eksoplanetti OGLE-2005-BLG-390L b, mille hinnanguline pind on vaid 50 Kelvini (-370 kraadi Fahrenheiti ehk -223 kraadi Celsiuse järgi).
Saate kasutada mitmeid meile kättesaadavaid parameetreid - blokeeritud valgust, orbiidi suurust -, et näha, kui palju kiirgust planeedile tabab.
Probleem on aga see, et me peame ka teadma, kui palju valgust planeet võib kajastada. Jää peegeldab rohkem valgust kui vesi või maa. See tähendab, et jää planeedil on madalam pinnatemperatuur kui planeedil, kus on palju vett. Planeedi massiga ei ole alati selge, kas see on gaasiline (nagu Neptune) või kivine (nagu Maa) või midagi vahel. See muudab arvutused veelgi keerulisemaks.
3. etapp: praegune ekstsentrilisus
See päikesesüsteemi skeem näitab, kui palju Plutoni ja Erise kääbusplaneetide orbiidid on võrreldes teiste planeetidega ümber paigutatud.
Kuid on veel üks suur küsimus: kui palju on planeedi orbiidil nihkunud? Ümberarvutamisandmete järgi on peaaegu võimatu kindlaks teha, ilma et oleks olemas muud teavet.
Kui planeet on oma tähe lähedal, siis muutub selle pinnale rohkem kiirgust. Kui planeedi täht on kaugel, on kiirgus väiksem. Kui planeet liigub järsult tähe lähedale, siis liigub kaugelt kaugel, kiirgus muutub samuti oluliselt.
"See on midagi tantsu vahel albedo ja ekstsentrilisuse vahel, mis määrab suures osas kindlaks, kuidas planeet elab," ütles Barnes. "Ekstsentrilisust on lihtsam kindlaks teha, kui süsteemis on mitu planeeti, sest näete, kuidas nende orbiidid üksteisega suhtlevad."
Elatusvõime indeks
Elukohamuutuse indeks liigitab sellised planeedid nagu Kepler-62F, väike super-Maa, nagu on näidatud selles kunstipildis.
Barnes ja tema kolleegid leidsid valemit, mille abil on väga tõenäoline, et kindlaks teha, kas konkreetne planeet on väärt üksikasjalikum uuring. Nende elujõulisuse indeks on teatud planetaarsete komponentide tulemus, mis võimaldavad luua asustatud maailma: pinnale langeva tähe kiirguse, orbitaalse nihke (ekstsentrilisus), albedo ja rockiness.
Ta soovitab kasutada valemit järgmiselt:
- Üleminekuandmed võivad teid petata: teile tundub, et seal on planeet, kui tegelikult on see vaid valgus, mis täheldatakse tähe laigude tõttu. Peate planeedi olemasolu kinnitamiseks kasutama alternatiivset meetodit. Näiteks radiaalkiiruse meetod, st tähise võnkumiste jälgimine;
- Niipea, kui pärast mõõtmist saadakse rohkem andmeid, kasutades radiaalkiiruse meetodit, näiteks ekstsentrilisust, paljastage planeetid hindamisskeemi kasutades. Kõige soodsamate omadustega inimesi tuleks usaldusväärsema teabe saamiseks uurida suurema arvu teleskoobide abil;
Ta loodab, et astronoomid, kes kasutavad TESS-i, James Webb teleskoopi (mis on varsti saadaval), ja muud vahendid saavad muuta oma otsitavuse indeksi abil tõhusamaks.
"Uurimiseks vajalikud ressursid võivad olla olulised, eriti väikseimate planeetide puhul," ütles Barnes. "Meie edetabeli skeem aitab esile tõsta prioriteetsemaid kandidaate, et testida nende elujõulisust."
