gov-civil-vilareal.ptUusien planeettojen joukko osoittaa, että aurinkokuntamme on hyvin outo, emmekä tiedä miksi
>Hyvin, tämä on todella hieno uutinen : Tähtitieteilijät ovat julkaisseet uuden luettelon eksoplaneeteista - muita tähtiä kiertäviä vieraita planeettoja -, jotka Kepler -avaruusalus havaitsi, ja yhteenveto nyt 2335 todennettuja planeettoja, ja 1700 muuta odottaa vahvistusta. Näiden, 30 on vahvistettu olevan suunnilleen Maan kokoisia ja kiertäviä tähtiensä asutusalueilla, ja 20 muuta odottaa vahvistusta!
Se on hämmästyttävä . Uudet tulokset lisäävät 219 uutta eksoplaneetan ehdokasta, joista 10 on maanläheisiä.
Tämä on upea uutinen (jonka selitän sekunnissa). Mutta mielenkiintoisempia tieteellisiä uutisia on, että he löysivät selvän puutteen planeettoja, joiden koko oli noin 1,5–2,5 kertaa maapallon halkaisija. Tähdet näyttävät rakastavan noin saman kokoisten planeettojen luomista ja hyppää sitten noin 2,5 -kertaiseksi. Miksi? Ja miksi emme näe tällaisia planeettoja meidän aurinkokunta?
OK, ennen kuin pääsen siihen, tehkäämme kaikki kiinni-mitä-mitä-asia.
Kepler on avaruuspohjainen observatorio, joka on suunniteltu tuijottamaan yhtä kohtaa taivaalla, jossa on noin 150 000 tähteä. Ajatuksena on, että jos tähdellä on planeettoja ja planeetan kiertorata nähdään reunasta maapallolta, niin aina kun planeetta kulkee suoraan tähden edessä, näemme pimenemisen tähden kirkkaudessa. Se on kuin mini-pimennys, nimeltään a kauttakulku .
Selitän kaiken tämän Crash Course Astronomian eksoplaneettojen jakso :
Crash Course Astronomy: ExoplanetsPlaneettien löytäminen vie aikaa, koska sinun ei tarvitse odottaa vain planeetan kauttakulkua, vaan myös sen tapahtumista uudelleen ja sitten taas a kolmas aika. Yksi lasku voi johtua kaikenlaisista ongelmista, kuten tähtipisteistä (kuten auringonpilkkuista, mutta muista tähdistä) tai muista näkökentän tähdistä, jotka vaikuttavat kirkkaustuloksiin. Toinen lasku määrittää mitä saattaa voi olla eksoplaneetan vuosi (yksi lasku, sitten toinen täysi kiertorata myöhemmin), mutta todellinen luottamus tulee, kun kolmas nähdään toisen jälkeen yhdenmukaisella ajoituksella (toisin sanoen toinen eksoplaneetan kiertoratajakso myöhemmin). Sitten voit olla varma, että olet löytänyt planeetan.
salaisuus heidän silmissään vanhempien opas
Ajan myötä luetteloita on julkaistu nykyisillä Kepler -tiedoilla, ja tämä on kahdeksas tällainen luettelo. Tämä uusi käsittää tehtävän neljä ensimmäistä vuotta, ja tähtitieteilijät ovat käsitelleet kaiken datan uudelleen, myös käyttämällä uusia ja kehittyneempiä tekniikoita, jotka on kehitetty ensimmäisen tällaisen julkaisun jälkeen.
Jos planeetan kiertorata on meitä kohti, emme näe kauttakulkua. Jos se on reunalla, niin teemme. Luotto: Greg Loughlin
Datassa on kaksi tärkeää näkökohtaa. Yksi on laskujen välinen aika, joka kertoo planeetan vuoden pituuden ja etäisyyden tähdestä (Kepler on nimetty tähtitieteilijä Johannes Keplerin mukaan, joka tajusi, että aurinkokunnan planeetan kiertoaika liittyy matemaattisesti sen etäisyys Auringosta ja joka voidaan yleistää mitä tahansa tähteä kiertävälle planeetalle). Se kertoo myös karkeasti kuinka kuuma planeetta on! Sinun on tiedettävä myös etäisyys sekä tähden lämpötila ja koko; viileämmällä tähdellä, kuten punaisella kääpiöllä, voi olla planeetta, joka kiertää sitä lähempänä kuin Merkurius kiertää Aurinkoa, mutta on kuitenkin viileämpi kuin maa.
Toinen näkökohta on osa tähtivalosta estetty. Tämä kertoo planeetan koon olettaen, että tiedät tähden koon, mistä useimmissa tapauksissa teemme havainnot Keckin observatorion avulla .
Tarkasteltaessa kaikkia tietoja tähtitieteilijät löysivät 219 uutta mahdollista eksoplaneettaa (ennen kuin ne on luokiteltu ehdokkaiksi). Näistä 10 ei ole vain suunnilleen samankokoisia kuin maapallo, vaan myös kiertävät oikealla etäisyydellä isäntätähdestään ollakseen lauhkeat, mitä tähtitieteilijät kutsuvat asuinalueeksi. Se vastaa suunnilleen lämpötila -aluetta, joka tarvitaan nestemäisen veden pintaan, kuten täällä hyvällä maapallolla. Se ei ole ainoa asia, joka tarvitaan elämän syntymiseen, mutta se on hyvä paikka aloittaa.
Tämä uusi luettelo tuo tunnetut maapallon kokoiset planeetat, jotka kiertävät asutusalueella 30: een.
haaveilen jatkuvasti exästäni
Se on paljon . Tiedän, että se ei kuulosta paljolta 150 000 tähdestä, mutta ota huomioon, että kaikki planeetat eivät kiertäneet tähtiään reunasta päin Maasta katsottuna. Useimmat ovat kulmassa, joten he kaipaavat tähtiään meidän näkökulmastamme, emmekä näe kauttakulkua. Tilastollisesti ottaen kaipaamme vähintään 99% heistä! Joten todella siinä Kepler-kellossa on todennäköisesti 3000 maapallon kokoista planeettaa asuinalueillaan.
Mutta odota, on muutakin: galaksissa on satoja miljardeja tähtiä. Naiivisti ekstrapoloimalla tämä tarkoittaa, että Linnunradalla on miljardeja tällaisia planeettoja.
Miljardeja .
Vau.
Taideteos, joka kuvaa maapallon kaltaista planeettaa, joka kiertää ulkomaalaista tähteä. Kuinka monta näistä planeetoista on Linnunradalla? Todennäköisesti miljardeja. Luotto: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle
[Taideteos, joka kuvaa maapallon kokoista, jopa maan kaltaista planeettaa, joka kiertää ulkomaalaista tähteä. Kuinka monta näistä planeetoista on Linnunradalla? Luotto: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle]
Mutta tämä tarkoittaa myös jotain muuta. Kun löydät yhden objektin, on vaikea tietää paljon sen luokan esineistä, johon se kuuluu. Sinulla on vain yksi esimerkki! Jos löydät outoja liskoja viidakosta, se on mielenkiintoista, mutta se osoittaa vain, että tällaisia liskoja on olemassa. Onko isompia? Pienempi? Kuinka monta siellä on? Miten he syövät, missä he asuvat, miten he suhtautuvat muihin liskoihin?
Sama planeettojen kanssa. Yhden löytäminen on hienoa. Eksoplaneettoja on olemassa! Se on valtava uutinen.
Mutta tiede todella alkaa, kun löydämme lisää. Paljon enemmän. Tuhansia lisää. Siitä alkaa eksoplaneetallinen eläintiede.
Ja siellä me nyt olemme. Kepler -luettelossa on tuhansia eksoplaneettoja, ja trendit alkavat näkyä. Monet löydetyt planeetat ovat kaasujättiläisiä, kuten Jupiter, jotkut jopa paljon massiivisempia. On selvää, että on löydetty paljon maapallon kokoisia planeettoja ja paljon pienempiä kuin Neptunus.
Tämä uusi luettelo näyttää kuitenkin jotain hyvin outoa : Tähtitieteilijät löysivät paljon planeettoja, jotka ovat suunnilleen samankokoisia kuin Maa, jopa noin 1,5 kertaa halkaisijamme. Mutta sitten määrä yhtäkkiä laskee. Kun pääset planeetalle, joka on hieman suurempi kuin kaksi kertaa Maan koko, numerot nousevat jälleen. Tämä nähtiin vanhemmissa tiedoissa, mutta nyt tiedot ovat riittävän täydellisiä osoittamaan, että tämä ei ole virhe. Se on tilastollisesti merkittävä; eli todellista.
Histogrammi eksoplaneettojen koosta: Löydettyjen planeettojen lukumäärä (pystysuora akseli) piirrettynä planeetan kokoa (vaaka -akseli) vastaan. Huomaa dioppi 1 ja 2 maapallon välillä. Vertailun vuoksi on esitetty kahden eksoplaneetan taideteos. Luotto: NASA/Ames/Caltech/Havaijin yliopisto (B.J. Fulton)
Se on erittäin mielenkiintoista. Alemmassa päässä kutsumme näitä planeettoja super-maiksi, ja ylemmässä koossa ne ovat mini-Neptuneja (Neptune on noin 4 kertaa leveämpi kuin Maa). Itse asiassa numero Neptunukset ovat yleisin Keplerin näytteestä löydetty planeetta!
Se on myös mielenkiintoista. Meidän omassa aurinkokunnassamme ei ole supermaata tai mini-Neptunusta. Jostakin syystä, galaksin yleisimpiä planeettoja ei löydy auringostamme .
Se kertoo meille jotain tärkeää, vaikka ei ole selvää, mitä se on. Voimme kuitenkin arvailla. Planeetat muodostuvat pyörivästä materiaalikiekosta nuoren tähden ympärille, jota kutsutaan protoplanetaariseksi levyksi . Yksityiskohdat ovat monimutkaisia, mutta yleensä pieniä jyviä muodostuu ensin, sitten ne kasvavat isommiksi törmättyään muihin jyviin ja tarttuvat niihin. Miljoonien vuosien aikana ne turpoavat noin kilometrin pituisiksi (me kutsumme näitä planeetoiksi), ja nämä törmäävät muodostamaan paljon suurempia protoplaneettoja, joiden leveys on noin tuhat kilometriä.
Piirustus, joka esittää planeettojen välisen suhteen. Kaikki protoplanetaariselta levyltä; toiset kasvavat tarpeeksi suuriksi ollakseen kaasujättiläisiä, toiset pysyvät pieninä kuin maapallo. Mutta jotkut pienet kasvavat mini-Neptunesiksi. Kaikki kolme planeetaryhmää ovat erillisiä. Luotto: NASA/Kepler/Caltech (T.Pyle)
haluan hänet niin kovasti takaisin
Niistä tulee todellisten planeettojen ytimiä, kuten Maa. Jos materiaali loppuu siihen mennessä, kun protoplaneetta saavuttaa maapallon koon, se lakkaa kasvamasta. Mutta jos siellä on vielä tavaraa, se voi kasvaa isommaksi. Kun se saavuttaa noin 1,5 kertaa maan halkaisijan (mikä antaisi sen reilusti yli 3 kertaa maan massan)*) painovoima vahvistuu niin, että se alkaa pitää kiinni kevyemmistä kaasuista, kuten vedystä ja heliumista. Tämä on vedenjakaja nuorelle planeetalle, koska sitä kaasua on paljon ympärillä. Se voi kasvaa paljon suuremmiksi, hyppäämällä aukosta mini-Neptunus (ainakin; siitä voi tulla todellinen kaasujättiläinen, kuten Saturnus tai Jupiter, mutta nämä ovat harvinaisempia kuin mini-Neptunes).
Ainakin se on tämänhetkinen ajatus. Mutta jos se on totta, miksi täällä ei ole mitään näistä supermaista tai mini-Neptuneista, jotka kiertävät aurinkoa? Sitä ei ymmärretä. Hypoteeseja on runsaasti, ja yksi koskee Jupiteria. Kun se kasvoi suureksi, Jupiter olisi ollut vuorovaikutuksessa protoplanetaarisen levyn kanssa ja siirtynyt kohti aurinkoa, kun se keräsi materiaalia levyltä. Se sekoitti levyn siellä, ja kaikki muodostuneet protoplaneetat olisivat törmänneet toisiinsa ja lähettäneet roskia. Suuri osa siitä heitettiin ulos sisäisestä aurinkokunnasta, mutta jäljelle jääneet muodostivat planeetat, joita näemme nyt. Koska materiaalia oli vähemmän, sisäisen aurinkokunnan toisen sukupolven planeetat ovat pienempiä. Sen jälkeen painovoiman vuorovaikutus Saturnuksen kanssa veti Jupiterin takaisin, ja meillä on järjestelmä, jonka näemme nyt.
Se voi olla tai ei pidä paikkaansa; tähtitieteilijät ovat vielä alkuvaiheessa selvittääkseen tämän! Kun katsomme vain omaa aurinkokuntamme, on vaikea tietää mikä on mikä. Vertailu ja vastakkainasettelu on erinomainen tapa karkottaa paikallisen järjestelmämme salaperäiset alkuperät ja kasvukivut, ja hyvä uutinen on, että meillä on nyt paljon muita planeettajärjestelmiä, joihin voimme verrata omaamme.
Tämä on ei-niin lempeä muistutus yhdestä tähtitieteen upeimmista näkökohdista: Kun katsomme maailmankaikkeuteen, katsomme ja tutkimme esineitä, joita löydämme biljoonia biljoonien kilometrien päässä, huomaamme ymmärtävämme oman kotimme paremmin.
Jos se olisi ainoa syy, miksi teimme tiedettä, se yksin olisi sen arvoista.
*Planeetan massa riippuu sen tilavuudesta, ja tilavuus kasvaa säteen kuutiona. Joten maapalloa 1,5 kertaa leveämmällä planeetalla on 1,5 x 1,5 x 1,5 = 3,4 Maan massa. Tämä on karkea arvio, mutta tarpeeksi lähellä. Pointti on, että painovoima on paljon vahvempi.
[Huippuluokan luotto: N ASA/JPL-Caltech ]
