Što je egzoplanet? Primjeri egzoplaneta

Ljudi su odavno sanjali da će se, prije ili kasnije, u svemiru, u našoj neposrednoj blizini, otkriti život, pa makar iu obliku koji nije sličan našem. Brojne fantastične priče i priče, filmovi o susretu predstavnika Zemlje i izvanzemaljskih civilizacija uzbuđuju maštu i uživaju u istom uspjehu.

Među mnogima prostorni objekti Posebnu pozornost znanstvenika privlače takozvani egzoplaneti kao potencijalni objekti za nastanak i razvoj izvanzemaljskih životnih oblika. Što oni predstavljaju?

Kratka povijest

Prvi put astronom iz opservatorija Madras, kapetan Jacob, najavio je mogućnost postojanja planetarnih sustava u drugim zvijezdama 1855. godine. Radi se o sustavu dvostruke zvijezde 70 Ophiuchi. Hipoteza je opovrgnuta kasnijim istraživanjima provedenim 90-ih godina XIX. Stoljeća, ali je stvoren presedan i započelo je traganje za planetarnim sustavima izvan Sunčevog sustava.

Tijekom dvadesetog stoljeća „otkrića“ su se povremeno odvijala, što kasnije nije bilo potvrđeno. Samo 1988. kanadski znanstvenici otkrili su ekstrasolarni planet u blizini zvijezde Gamma Cepheus A (Alrai). Međutim, potvrda ovog nevjerojatnog otkrića trajala je godinama, a njegovo postojanje potvrđeno je tek 2002. godine. Stoga, prvenstvo i dalje pripada švicarskim astronomima Didieru Kelu i Michelu Mayoru, koji je 1995. godine otkrio prvi izvanzemaljski planet - u zvijezdi 51 Pegasus.

definicija

Što je egzoplanet? Ovo nebesko tijelo, kao i Zemlja, vrti se oko svoje zvijezde - zvijezde. Do danas su otvorili oko tri tisuće. Velika većina njih su plinoviti divovi, slični našim Jupiteru, Neptunu i Saturnu, ali ih znatno nadmašuju u masi. Život na takvim vrućim nebeskim tijelima u uobičajenom smislu, tj. U obliku proteina, najvjerojatnije je odsutan.

Od siječnja 2018. službeno je potvrđeno postojanje 3.726 egzoplaneta, a oko tisuću tih nebeskih tijela još uvijek čekaju službenu potvrdu svog statusa pomoću zemaljskih teleskopa.

Divovske egzoplanete

Divovski plinoviti divovi su klasificirani prema svojoj temperaturi i karakteristikama atmosfere, po izgledu. Ukupno ima pet klasa:

1. Oblaci amonijaka. To su egzoplaneti koji se nalaze daleko od svojih zvijezda, u dvorištu njihovih solarnih sustava, na temperaturama ispod - 120 stupnjeva Celzija. Godina na egzoplanetama ove vrste bit će duga po zemaljskim standardima. Solarni planeti kao što su Jupiter i Saturn pripadaju ovom tipu. Mogući egzoplaneti ovog tipa - Mu Altar e, 47 Ursa Major c. Glavna otkrića još su pred nama. Također je moguće da se egzoplaneta nalazi na ne tako značajnoj udaljenosti od svoje zvijezde, ali se okreće oko slabog svjetla, crvenog patuljka. Tada i ona spada u ovaj razred.
2. Vodeni oblaci. Temperatura površine je -20 stupnjeva Celzija ili niže. Dobro reflektira svjetlo. Osim vodenih suspenzija, u oblacima takvih nebeskih tijela ima mnogo metana i vodika, stoga ih je teško pripisati egzoplanetama pogodnim za život. To su plinoviti divovi čija je udaljenost od zvijezde usporediva s zemljom. Primjer je egzoplanet 47 Ursa Major b. U Sunčevom sustavu nema takvih nebeskih tijela.
3. Bez oblaka egzoplaneti. Ovi planeti, kao što im ime kaže, lišeni su oblaka i stoga imaju slabu refleksivnost. Za promatrača je njihova površina plava. Temperature se kreću od +80 do Celzija. U Sunčevom sustavu nema takvih planeta. Da jesu, nalazili bi se otprilike u Merkurovoj orbiti. Primjer je 79 Whales b.
4. Egzoplanete s jakim spektralnim linijama alkalnih metala. Oni imaju površinsku temperaturu od preko 600 (po mogućnosti do +1000) stupnjeva Celzijusa, pa stoga ugljični dioksid i para alkalijskih metala prevladavaju iz njihove atmosfere. Posjeduju vrlo nisku reflektivnost. Primjer je egzoplaneta TrES-2b, čija je reflektivnost niža od refleksije čađi. Oni imaju sivo-ružičastu boju, u Sunčevom sustavu moraju biti u orbiti koja je bliža Suncu nego Merkurnoj.
5. Silikonski oblaci. Što su egzoplaneti sa silikonskim oblacima? To su gasna nebeska tijela, čija je temperatura veća od +1100 stupnjeva Celzija. Njihova je površina prekrivena neprekidnim oblacima koji se sastoje od silikata i para željeza. Zbog toga je reflektivnost prilično visoka. Takve egzoplanete pogodne za život jednako su teško nazvati onima prekrivenim amonijačnim oblacima, na kojima vlada strašna hladna. Oni su sivo-zelene boje i nalaze se u neposrednoj blizini sunca, pa ih je nemoguće vizualno otkriti, jer njihova svjetlost neće biti vidljiva. Najpoznatiji predstavnik je Pegasus b.

Gornju klasifikaciju predložio je David Sudarsky, astrofizičar sa Sveučilišta u Arizoni.

Zemaljski egzoplaneti

Mnogo je vjerojatnije da će otkriti život na drugim planetima izvanzemaljskih zvjezdanih sustava - onih koji su slični našoj Zemlji. Što je zemaljska egzoplaneta? Ovo je nebesko tijelo, koje se ne sastoji od vrućih plinova, već od čvrstih, manjih od plinskih divova. Zbog njihove relativno male veličine, takvi egzoplaneti su teže detektirati, tako da nisu poznati kao plinski divovi - nešto više od dvije stotine.

Super zemljine

Oko sedam stotina ima veličinu takozvane superzemlje. Ovaj izraz se odnosi na nebeska tijela, čija je masa do 10 zemaljskih. Razlika između njih i plinskih divova nije jasno definirana, to je oko 10 masa Zemlje. Kao primjer "graničnog" egzoplaneta, Mu Arae c, ili Mu od oltara C, je divovski planet koji se vrti oko žutog patuljka u zviježđu Oltara, otkrivenog 2004. godine. Masa mu je oko 0.33 mase Jupitera. Zvijezde zvijezda su obično crvene ili žute patuljci.

Metode otkrivanja egzoplaneta

Trenutno postoji nekoliko metoda za pronalaženje potencijalno nastanjivih planeta u drugim zvjezdanim sustavima. Najbolji rezultati postižu se kada se kombiniraju, jer neki od njih rade samo pod određenim uvjetima. Glavni su opisani u nastavku.

Doppler metoda

To uključuje mjerenje radijalnih brzina zvijezda pomoću spektrometra. Koristeći spektrometrijsku metodu moguće je detektirati divovske planete i egzoplanete slične Zemlji, koji se nalaze u blizini njegove zvijezde, čija je masa barem nekoliko puta veća od Zemljine. To je zbog činjenice da rotacija ovih nebeskih tijela uzrokuje Dopplerov pomak spektra zvijezde. Prema statistikama, ovom metodom otkriveno je više od 600 egzoplaneta.

Tranzitna metoda

Sastoji se od proučavanja oscilacija sjaja zvijezda tijekom prolaska hipotetskih planeta ispred njihovog diska. Njime možete izračunati dimenzije planeta, dok njegova kombinacija s prvom metodom daje ideju o gustoći nebeskog tijela. To, pak, sugerira prisutnost njegove atmosfere. Statistike pokazuju da je zbog tranzitne metode otkriveno oko dvjesto planeta.

Metoda gravitacijskog mikroliniranja

Kao tranzitna ruta, za čije je korištenje potrebno da promatrač i orbita egzoplaneta budu u istoj ravnini, za tu metodu su potrebni i određeni uvjeti. To će biti djelotvorno ako postoji druga zvijezda između promatrača Zemlje i zvijezde, koja igra ulogu neke vrste leće. Omogućuje otkrivanje egzoplaneta u zvijezda-leći, radi za tijela s malom masom. Ali, primjenjuje se, zbog posebnih zahtjeva postavljenih na uređenje nebeskih tijela, ograničeno. Tako je otkriveno oko desetak planeta.

Astronometrijska metoda

Na temelju promjena u kretanju zvijezda pod djelovanjem vlastitih planeta. Omogućuje vam da s dovoljnom točnošću odredite masu egzoplaneta.

Navedene metode nisu sve poznate metode za otkrivanje egzoplaneta, nego su to one s pomoću kojih je napravljeno više otkrića, što je dokazalo njihovu učinkovitost.

Oznake nebeskih tijela planetarnog tipa

Za otvaranje egzoplaneta uobičajeno je davati imena izvedena iz njihove zvijezde - zvijezde oko koje se rotiraju. U isto vrijeme naziv zvijezde dodaje se slovo latinica počevši od b, budući da bi ukazivao na samu zvijezdu. Primjer: 51 Pegasi b. Sljedećem otvorenom planetu u zvjezdanom sustavu dodijeljeno je sljedeće slovo abecede. Ispada da ime egzoplaneta ne govori ništa o njegovim svojstvima, niti o njegovoj udaljenosti od zvijezde, nego samo o redoslijedu njegovog otkrića u zvjezdanom sustavu. I samo ako istovremeno otvaraju dvije egzoplanete u istom sustavu, njima se dodijeljuju slova u imenima, na temelju udaljenosti od zvijezde.

Prije otkrića sustava Pegasus zvijezda 1995., egzoplaneti su dobili imena koja se sastoje od složenih kombinacija latiničnih slova i brojeva. Osim toga, neki od njih imali su i svoja imena, često povezana s mitologijom. U 2015. godini, glasovanjem Međunarodne astronomske unije, ta su imena formalizirana. Ukupno su primili 31 egzoplaneta i 14 zvjezdica.

Do danas, egzoplaneti se nalaze u oko 10% zvijezda oko kojih su obavljena pretraživanja.

Sustavi egzoplaneta

Evo kratkog popisa poznatih zvjezdanih sustava s egzoplanetima:

1. Pegasus je prva zvijezda nalik suncu u kojoj se nalazi egzoplaneta.
2. Tau Kit je teoretski najbliži planetarni sustav u nama. ali ovo otkriće još uvijek zahtijeva potvrdu.
3. 55 Rak - u njemu je već otvoreno nekoliko egzoplaneta.
4. μ Oltar - otvoren u svom sustavu egzoplaneta ima malu masu i, po svemu sudeći, pripada zemaljskoj skupini.
5. Eridan je jedna od tri zvijezde koje imaju egzoplanet i vidljive su bez teleskopa.
6. Proxima Centauri - zvijezda najbliža Suncu (crveni patuljak), koja ima egzoplanet.
7. HD 209458 - planet s vlastitim imenom "Oziris" i nevjerojatna svojstva, nadimak "isparavanje", vrti se oko ove zvijezde. Istraživanja njezine svjetline pokazala su prisutnost oscilacija, koje se sa stajališta znanosti mogu objasniti samo postupnim gubitkom svoje tvari od strane planeta. Daljnja promatranja pokazala su da nestaje ne samo atmosfera, nego i čvrsti sastojci planetarne tvari. Razlog za to vjerojatno leži u jakom zagrijavanju egzoplaneta, jer se nalazi na udaljenosti od svoje zvijezde, osam puta manje od Merkura od Sunca. Temperatura na njezinoj površini može doseći + 1000 stupnjeva Celzija. Zahvaljujući promatranju egzoplaneta Ozirisa, započelo je novo razdoblje u proučavanju izvanzemaljskih planetarnih sustava - doba proučavanja njihovog kemijskog sastava i potrage za životnim uvjetima.

Naravno, ovaj popis egzoplanetnih sustava je nepotpun, a danas se zna mnogo više.

Zemaljski egzoplanet s atmosferom

U travnju prošle godine, 2017. godine, zapadnoeuropski astronomi su prvi put otkrili tragove atmosfere oko egzoplanete zemljanog tipa. Ovo je nebesko tijelo GJ 1132b, koje se vrti oko zvijezde - crvenog patuljka Gliesea 1132. Udaljenost od Zemlje je 39 svjetlosnih godina (12 parsek). Radijus egzoplanete GJ 1132b je 20% veći od našeg planeta, a njegova masa je 1,6 Zemlje. Podrazumijeva se da je njegov sastav blizu sastava kopnenih stijena, a površina je čvrsta, stjenovita. Ovo nam je najbliži planet poput Zemlje.

Prema spektralna analiza, Atmosfera ovog egzoplaneta sastoji se od mješavine metana i vodene pare. Temperatura u njezinim gornjim slojevima je oko 260 stupnjeva Celzijusa, ali se pretpostavlja da je blizu površine još veća, odnosno da su uvjeti na ovoj egzoplaneti još topliji nego na Veneri.

Ovo je najbliži egzoplanet našem Sunčevom sustavu, koji ima atmosferu. Znanstvenici-astronomi to su otkriće nazvali jednim od najvažnijih posljednjih godina.

Umjesto zaključka

Članak je govorio o tome što su egzoplaneti, njihove vrste, pravila imenovanja. Rezimirajući, možemo reći da je doba masovnog otkrića egzoplaneta krajem dvadesetog - početka dvadeset prvog stoljeća tek u početku. Do danas postoji nekoliko učinkovitih načina za otkrivanje tih nebeskih tijela, ali svi oni imaju određeni stupanj pogreške. Najbolji rezultat je kombinacija nekoliko metoda za otkrivanje egzoplanetarnih sustava. U isto vrijeme, većina tih otkrića zahtijeva potvrdu, koja mora čekati nekoliko godina, ili čak desetke godina.

Rezultati otkrića zemaljskih promatrača omogućuju ispravljanje opažanja iz svemira. Tako je tijekom projekta Gaia, koji je pokrenut 2013. godine, u Zemljinu orbitu pušten satelit koji nosi svemirski teleskop. Glavni cilj projekta bio je poboljšati zvjezdane karte i mase poznatih egzoplaneta otkrivenih prije tog vremena. Misija je osmišljena za pet godina i sasvim je moguće da čekamo nova nevjerojatna otkrića - nevjerojatne zvijezde i nove egzoplanete, od kojih jedna može imati izvanzemaljski oblik života ...