Экзопланеты: сколько их найдено и где же искать жизнь?

Не так давно астрологи сделали 1-ое в истории изображение юный солнечной звезды в сопровождении 2-ух циклопических экзопланет, которая весьма похожа на нашу, но на еще наиболее ранешней стадии ее развития. Почему это событие так принципиально? Что из себя представляют экзопланеты? Если ли земли, подобные нашей планетке? Как отыскивают и для чего? И где можно находить жизнь вне нашей Галлактики?

Наша галлактика является только крохотным проблеском в повсевременно расширяющейся Вселенной. Есть практически бессчетные миры, имеющиеся в звездных системах, кроме наших собственных, узнаваемых как экзопланеты. Число узнаваемых экзопланет вырастает с каждым деньком ​​благодаря наблюдениям.

Почти все из этих новейших планет весьма различаются от тех, которые вращаются вокруг нашего Солнца, и даже архитектура экзопланетных систем не много похожа на нашу. Прошло время, и большущее количество инфы было найдено в неких из этих дальних миров. Что еще наиболее броско, так это то, как стремительно область экзопланетных исследовательских работ выросла за относительно маленький период времени.

Экзопланеты — что же все-таки это такое?

Экзопланета — это планетка за пределами нашей Солнечной системы. Экзопланета вращается вокруг собственной звезды — аналогу нашего Солнца. совместно со звездой одна либо несколько экзопланет составляют галлактику, подобно нашей. Расстояния от наиблежайшей планетки до принимающей звезды быть может больше либо меньше, чем у Меркурия, а далекие планетки могут размещаться далее Сатурна и Плутона и быть больше Юпитера — так либо по другому, экзопланета, одна либо несколько, образуют со собственной звездой галлактику.

Какими бывают «остальные» солнечные системы?

  • Система с одной либо несколькими планетками
  • Система с 2-мя звездами и одной планеткой
  • Система с 2-мя звездами и одной планеткой
  • Система с планетками, которые могут иметь пригодные условия для стабильности воды на их поверхности, нужного для компонента жизни, как мы его знаем.

Как отыскивают экзопланеты?

В 2006 году была запущена 1-ая галлактическая миссия, посвященная экзопланетным исследованиям. Миссия под заглавием CoRoT. В течение нескольких месяцев опосля пуска CoRoT нашел свою первую планетку, жаркий Юпитер, крутящийся вокруг звезды, схожей Солнцу. В последующие несколько лет CoRoT поставил экзопланетные исследования из вселенной на устойчивую базу с неизменным обнаружением необыкновенных планет.

Когда в 2009 году была запущена миссия НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США) «Кеплер», число узнаваемых планет начало расти. Кеплер — галлактическая обсерватория НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США), орбитальный телескоп со сверхчувствительным фотометром, специально созданный для поиска экзопланет.

способы обнаружения экзопланет стают все наиболее точными.

способ Доплера (круговых скоростей, лучевых скоростей). 1-ые планетки, отысканные на орбите солнце-подобных звезд, были обнаружены конкретно таковым способом. Одиночная звезда, лишенная планетной системы, будет иметь собственный центр масс, расположенный в центре звезды. Но, когда планетка вращается вокруг звезды, центр масс системы звезда-планета сдвигается от центра звезды, заставляя звезду «раскачиваться» взад и вперед, исходя из убеждений наблюдающего, как звезды и звезды. Планетка вращается вокруг их общего центра тяжести. Тонкие конфигурации в круговой (прямой видимости) скорости звезды могут — в принципе — быть измерены, чтоб показать присутствие в неприятном случае невидимых планет.

Способ Доплера (круговых скоростей, лучевых скоростей)

способ транзита дозволяет телескопам определять сияние, чтоб подтвердить присутствие планет вокруг звезды, так как при любом прохождении планетки перед звездой происходит потемнение. Циклические конфигурации в яркости демонстрируют прохождение планетки меж Землей и звездой.

способ транзита

Астрометрия — это способ, который обнаруживает движение звезды методом четких измерений ее положения на небе. Этот способ также быть может применен для идентификации планет вокруг звезды методом измерения крохотных конфигураций в положении звезды, когда она колеблется вокруг центра тяжести планетной системы.

Астрометрия

Обнаружение при помощи гравитационного микролинзирования происходит, когда гравитационное поле звезды искривляет пространство-время, которое отклоняет свет от дальной звезды сзади. Этот эффект виден лишь в том случае, если две звезды выровнены относительно Земли. Если у звезды, которая действует как линза, есть планетка, поле планетки может иметь маленькой, но приметный эффект.

Гравитационное микролинзирование

Прямое обнаружение экзопланет основано на изображениях высочайшего разрешения и высочайшей контрастности с внедрением адаптивной оптики.

сколько во Вселенной экзопланет? Какие они бывают?

К концу 2019 года было найдено и доказано наиболее 4 000 экзопланет. Некие из их массивны, как Юпитер, но находятся на орбите еще поближе к собственной звезде, чем Меркурий к нашему Солнцу. Остальные экзопланеты — скалистые либо ледяные, а у почти всех просто нет аналогов в нашей Солнечной системе.

По большей части, экзопланеты состоят из тех же самых частей, которые составляют планетки в нашей солнечной системе, хотя с разными балансами состава, которые присваивают каждой экзопланете свои отличительные свойства. Существует четыре первичные систематизации экзопланет, включая нептуноподобные миры, миры с планетками, похожие на жаркий Юпитер, миры с суперземлями и миры с планетами-аналогами Земи.

Суперземли

Суперземля — ​​это планетка с массой от 1 до 10 масс Земли. систематизация суперземли относится лишь к массе планетки, но ничего не гласит о ее поверхностных критериях либо пригодности для жизни.

Земля слева и воспоминание художника о суперземле справа. Предоставлено: NASA / JPL-Caltech

1-ые суперземли, две экзопланеты с массами, вчетверо превосходящими массы Земли, были обнаружены на орбите вокруг пульсара PSR B1257+12 в 1992 году.

1-ая суперземля вокруг звезды главной последовательности была открыта командой под управлением Эудженио Риверы в 2005 году. Она вращается вокруг Gliese 876 и получила обозначение Gliese 876 d (два газовых гиганта размером с Юпитер ранее были обнаружены в данной для нас системе). Планетка имеет оценочную массу 7,5 массы Земли и весьма маленький орбитальный период всего около 2 дней. Из-за близости Gliese 876 d к звезде-хозяину, красноватому лилипуту, Gliese 876 d может иметь температуру поверхности 430–650 Кельвинов (156,85–376,85 °C) и может поддерживать водянистую воду.

Это был 1-ый красноватый лилипут, у которого была найдена планетная система. возможно, мощные планеты-гиганты совершенно нетипичны для схожих звёзд. С того времени были открыты 10-ки суперземель, масса которых составляет всего 1,9 массы Земли.

В апреле 2007 года ученые объявили о открытии 2-ух новейших суперземель вокруг Gliese 581, на краю обитаемой зоны вокруг звезды, где водянистая вода может оказаться вероятной на поверхности.

Gliese 581 c массой по наименьшей мере в 5 масс Земли и расстоянием до собственной звезды до 11 млн. км (0,073 астрономических единиц) находится на «теплой» границе обитаемой зоны Следующие исследования проявили, что Gliese 581 c, возможно, перенес мощный парниковый эффект, таковой, как Венера.

Астрологи представили, что суперземли могут быть наиболее геологически активными, чем наша планетка, и могут испытывать наиболее энергичную тектонику плит из-за наиболее тонких плит, которые находятся под огромным напряжением. Те, кто занят поиском внеземной жизни, в экстазе от суперземель из-за способности того, что они могут быть каменистыми и, может быть, обитаемыми, в отличие от газовых гигантов.

Мининептуны

Мининептун (время от времени узнаваемый как газовая карликовая планетка либо переходная планетка) — это экзопланета, от 2 до 10 масс Земли с плотностью наименее 1. Планетки этого типа меньше Урана (14,5 массы Земли) и Нептуна (17,1 массы Земли).

Мининептун — газовый лилипут, на котором водянистый океан окружен густой атмосферой водорода и гелия и маленьким скалистым ядром. Хотя недавнешнее открытие показало, что мининептуны, которых все считали газовыми планетками, могут быть суперземлями со скалистым ядром, которое окружено водой в сверхкритическом состоянии. Такое состояние вода воспринимает при весьма больших давлениях и температурах.

Планетки по своим размерам и массой меж Землей и Нептуном не есть в нашей солнечной системе, но они, кажется, всераспространены в остальных частях Вселенной. Они представляют собой нечто среднее меж каменистыми планетками нашей солнечной системы и ее ледяными гигантами. В итоге астрологам удалось проанализировать атмосферу 1-го из этих «средних» отдаленных миров, которые известны как класс «мининептуны». Результаты рецензирования были объявлены 2 июля 2019 года и размещены в журнальчике Nature Astronomy 1 июля 2019 года.

Мининептун — планетка Gliese 3470 b — вращается вокруг собственной звезды — красноватого лилипута. Планетка весит приблизительно 12,6 земных масс, что делает его еще наиболее громоздкой, чем Земля, но наименее громоздкой, чем Нептун в нашей солнечной системе (17 масс Земли). Если поместить Gliese 3470 b в нашу галлактику, он будет отлично подступать меж Землей и Нептуном исходя из убеждений размера. Считается, что на планетке есть огромное скалистое ядро, похороненное под глубочайшей, сокрушительной атмосферой водорода и гелия.

Эта иллюстрация художника указывает теоретическую внутреннюю структуру экзопланеты GJ 3470 б. Это не похоже ни на одну планетку в Солнечной системе. При весе в 12,6 масс Земли планетка наиболее массивна, чем Земля, но наименее массивна, чем Нептун. В отличие от Нептуна, который находится в 3 млрд миль от Солнца, GJ 3470 b мог образоваться весьма близко к собственной красноватой карликовой звезде как сухой каменистый объект. Потом он гравитационно втянул водород и газообразный гелий из околозвездного диска, чтоб сделать густую атмосферу. диск рассеялся много млрд годов назад, и планетка не стала расти. На нижнем рисунке показан диск, который система смотрелась издавна. Предоставлено НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США) / ЕКА

Но ученые временами задаются вопросцем: Gliese 3470 b — мини-Нептун в том виде, в котором он упоминается на данный момент, либо это суперземля?

Еще пример мининептунов — Кеплер-11f имеет массу 2,3 массы Земли и плотность 0,69, такую ​​же, как у Сатурна, масса которого составляет 95 Земли. Эти характеристики класса, эта экзопланета в группы мини-Нептун либо газообразных карликов, которые имеют водянистый океан, окруженный густой атмосферой водорода и гелия и маленького скалистого ядра.

Жаркие Юпитеры

Жаркие Юпитеры — это газовые планеты-гиганты с периодом воззвания наименее 10 дней. Маленький период значит, что жаркие Юпитеры весьма близки к своим звездам-хозяевам. Обычно они находятся на расстоянии обычно наименее 0,1 астрономических единиц, что составляет одну десятую расстояния от Земли до Солнца. Жаркие Юпитеры доминировали в открытиях планет в течение, по последней мере, 1-го десятилетия, поэтому что их легче всего отыскать при помощи способа круговой скорости (допплера) и способа транзита.

Жаркие Юпитеры — это мощные газовые планеты-гиганты, которые вращаются вокруг собственных солнц на маленьком расстоянии от Земли-Солнца в нашей Солнечной системе. Предоставлено: ESA

Согласно современным моделям формирования планет, на техническом уровне жаркие Юпитеры не должны существовать. Газовый гигант не может сформироваться так близко к собственной звезде, поэтому что гравитация, радиация и интенсивный звездный ветер должны препятствовать слипанию газа совместно.

Тем не наименее, они есть; из наиболее чем 4000 подтвержденных экзопланет, найденных на нынешний денек, до 337 могут быть жаркими Юпитерами.

Одним из вероятных решений будет то, что жаркие Юпитеры образуются далее, где строй материалов довольно, а потом мигрируют на свои текущие позиции. Миграция жарких Юпитеров быть может вызвана различными механизмами. Есть Мировоззрение, что предпосылкой является дисбаланс токов в протопланетном диске. Некие ученые считают, что орбиты жаркого Юпитера возбуждаются до весьма высочайшего эксцентриситета (числовая черта орбиты небесного тела, которая охарактеризовывает «сжатость» орбиты).

Но новое исследование, представленное на 233-м заседании Южноамериканского астрономического общества в Сиэтле, подтверждает идею, которая противоречит предшествующим представлениям о формировании планет, но набирает обороты в данной для нас области.

Огромные планетки, которые вращаются вокруг собственных звезд, может быть за несколько дней они сформировались в месте, близком к их солнцам, заместо того, чтоб сформироваться в отдалении и позднее мигрировать к звезде.

Работа, размещенная 5 октября 2018 года в The Astrophysical Journal Letters указывает, что такие огромные планетки, именуемые жаркими Юпитерами, могут создаваться в месте, близком к их звездам, и оставаться там в протяжении всей собственной жизни, не испаряясь.

Протопланетные диски, которые образуют планетки вокруг юных звезд, имеют посреди отверстие, сделанное магнитным полем звезды. Новейшие исследования проявили, что внутренняя граница диска может создавать газовые планеты-гиганты, не требуя, чтоб они создавались далее и мигрировали. Предоставлено: NASA / JPL-Caltech

Картина и описание https://astronomy.com/news/2019/01/hot-jupiters-may-form-close-to-their-stars

В 2017 году был найден мир, схожий на Юпитер, так жаркий, что планетка испаряется собственной своей звездой. С дневной температурой наиболее 4315,556 °C (4600 Кельвинов), KELT-9b — это планетка, которая горячее, чем большая часть звезд. Но его голубая звезда типа А, именуемая KELT-9, еще горячее — практически, она, возможно, распадает планетку за счет испарения.

Концепт этого художника указывает планетку KELT-9b, крутящуюся вокруг собственной ведущей звезды, KELT-9. Это самая жгучая газовая огромная планетка, обнаруженная до сего времени. Предоставлено: NASA / JPL-Caltech

В 2019 году был установлен новейший рекорд посреди орбит жарких Юпитеров. Судя по исследованию, газовый гигант под заглавием NGTS-10b вращается вокруг собственной звезды так близко, что он совершает полный оборот за 18,4 часа. Открытие делает эту галлактику неописуемой лабораторией для исследования приливных взаимодействий меж звездой и небезопасно близкой огромной экзопланетой.

Аналоги Земли

До научного поиска и исследования внесолнечных планет эта возможность существования планет, схожих Земле дискуссировалась только в философии и научной фантастики. Принцип заурядности подразумевает, что планетки, подобные Земле, должны быть всераспространены во Вселенной, в то время как догадка Земли подразумевает, что они очень редки. Тыщи экзопланетных звездных систем, найденных до сего времени, очень различаются от нашей солнечной системы, пока подтверждают догадку Земли.

Философы отмечают, что размер вселенной такой, что кое-где обязана существовать практически схожая планетка. В дальнем будущем люди могут применять технологию для искусственного получения аналога Земли методом терраформирования. Теория мультивселенной подразумевает, что аналог Земли может существовать в иной вселенной либо даже быть иной версией самой Земли в параллельной вселенной.

Судя по исследованию от 4 ноября 2013 года может существовать 40 000 000 000 планет, размеров Земли планетка, крутящихся вокруг собственных звезд в зонах обитаемости в границах Млечного Пути. Наиблежайшая таковая планетка быть может на расстоянии 12 световых лет. Астрологи предоставили результаты на базе данных миссии Кеплера.

Научные находки с 1990-х годов очень воздействовали на область астробиологии, модели обитаемости планет и поиск инопланетного разума (SETI).

Где находить жизнь?

Мы знаем лишь одну планетку, на которой есть жизнь —  Земля. И на нашей планетке вода является важным компонентом жизни, каким мы его знаем. В то время как астрологи до сего времени не знают, есть ли жизнь на остальных планетках, они сузивают поиск потенциально обитаемых миров, используя несколько критериев.

Так как наша теория жизни — Земля, астрологи отыскивают планетки с чертами, схожими Земле. Таковыми, к примеру, как водянистая вода. Но небесный объект может вращаться лишь так близко (как Меркурий) либо так далековато (как Плутон) от собственной звезды, что, вода до этого улетучится либо промерзнет на его поверхности, чем там сумеет образоваться жизнь. Зона обитаемости — это спектр расстояний с правильными температурами, чтоб вода на планетке оставалась водянистой. Ученые уповают, что такие открытия в зоне обитаемости, как планетки размером с землю Кеплер-186f, приведут нас к воде — и в один прекрасный момент к внеземной жизни.

Если где и можно отыскать жизнь, то, быстрее всего, это будут экзопланеты в зоне обитаемости. 

Будущее исследование экзопланет: главные миссии и их задачки

JWST (James Webb Space Telescope)

Миссия NASA / ESA / CSA галлактического телескопа Джеймса Вебба, в связи с пуском в 2021 году, обеспечит игровые изменяющие новейшие способности для наблюдения экзопланет и их атмосфер. С набором из 4 устройств, работающих на инфракрасных длинах волн, Уэбб будет применять несколько способов для исследования этих внесолнечных тел.

Высокочувствительные спектроскопические наблюдения транзитных планет — с подобными чертами в отношении размера и массы — откроют эру сравнительной планетологии для экзопланет.

воспоминание художника о Уэббе. Предоставлено: ЕКА, НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США), С. Беквит (STScI) и команда HUDF, Northrop Grumman Aerospace Systems / STScI / ATG medialab

Уэбб будет охарактеризовывать атмосферы экзопланет методом регистрации спектров поглощения, отражения и излучения на инфракрасных длинах волн для планет, обхватывающих спектр размеров, от суперземель до газовых гигантов. Он будет применять тот факт, что на этих длинах волн молекулы в атмосферах экзопланет владеют огромным количеством спектральных черт, предоставляя наблюдателям обеспеченный набор исследовательских инструментов, почти все из которых недосягаемы с земли.

Уэбб также сумеет впрямую визуализировать некие юные и мощные экзопланеты, крутящиеся на огромных расстояниях от их родительской звезды, чем большая часть транзитных. Три из инструментов Уэбба владеют высококонтрастными способностями визуализации (в 2-ух вариантах это осуществляется при помощи коронографа), чтоб свести к минимуму блики родительской звезды и упростить изображение планетки. Наблюдения с несколькими инфракрасными фильтрами предоставят много инфы о этих планетках, их свойствах и механизмах их формирования.

PLATO

Миссия ESA PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of the Stars) обязана начаться в 2026 году. PLATO создана для обнаружения и свойства огромного количества новейших внесолнечных планетных систем методом поиска сотен тыщ ярчайших звезд для транзитных планет. PLATO будет владеть способностью отыскивать и определять характеристики планет земной группы, которые вращаются в обитаемой зоне вокруг звезд, схожих на наше солнце.

Сочитая четкие измерения радиусов PLATO для большенный подборки планет с надлежащими планетарными массами, определенными из наземных наблюдений, ученые сумеют изучить обилие имеющихся планет. Эти наблюдения также дозволят ученым найти большой состав огромного числа малых планет, изучить, как они похожи на землю, и изучить их обитаемость.

Открывая планетки, крутящиеся вокруг ярчайших звезд, PLATO станет первооткрывателем для следующих миссий, ищущих сигнатуры жизни — эти типы планет являются наилучшими кандидатами для следующих спектроскопических измерений для измерения структуры и состава атмосфер планет.

ARIEL

Находящийся в разработке галлактический телескоп, который планируется запустить в 2028 году в рамках четвёртой миссии среднего класса Cosmic Vision Евро галлактического агентства. Планируется, что при помощи телескопа будут изучены не наименее 1000 экзопланет с помощью транзитного способа.

С момента пуска в 2028 году ARIEL будет создана для проведения высокоточных наблюдений с внедрением одновременной фотометрии в видимой области диапазона и спектроскопии в ближней инфракрасной области волн. Она будет следить и учить около 1000 в большей степени жарких и жарких транзитных газовых гигантов, Нептунов и суперземель вокруг ряда звездных типов и архитектур планетных систем.

Прогнозы

С сиим набором галлактических телескопов, которые будут запущены в течение последующего десятилетия, мы можем ждать приближения к обнаружению «Земли 2.0», в то же время добавляя наиболее странноватые и нежданные планетки в коллекцию экзопланет. Впереди захватывающие времена.

Для чего учить экзопланеты?

«Мы одни во Вселенной?» это один из самых глубочайших вопросцев, которые может задать население земли. Открытие первой экзопланеты, вращающейся вокруг таковой звезды, как наше солнце, было изготовлено в 1995 году, и сейчас исследование экзопланет является одной из более стремительно возрастающих областей в астрономии.

исследование различного диапазона экзопланет и планетных систем, которые были обнаружены на нынешний денек — от малых до огромных, от тех, которые кажутся земными, до глубоко необычных — не только лишь помогает нам выяснить о том, как эти определенные системы формировались и развивались, да и предоставляет принципиальные подсказки к осознанию того, может ли и где существовать жизнь где-либо еще во Вселенной.

Читать также

Поглядите на 3D-карту Вселенной: ее составляли 20 лет и она уже изумила ученых

Комета NEOWISE видна в Рф. Где ее узреть, куда глядеть и как создать фото

Парад планет — 2020: где глядеть, когда произойдет и что о этом гласит наука

Источник