Kaj je eksoplanet? Primeri eksoplaneta

Ljudje so že dolgo sanjali, da bo prej ali slej v vesolju, v bližnji okolici, razkrito življenje, četudi v obliki, ki ni podobna naši. Številne fantastične zgodbe in zgodbe, filmi o srečanju predstavnikov Zemlje in nezemeljskih civilizacij navdušujejo domišljijo in uživajo enak uspeh.

Med mnogimi prostorski objekti Posebno pozornost znanstvenikov pritegnejo ti eksoplaneti kot potencialni objekti za nastanek in razvoj zunajzemeljskih življenjskih oblik. Kaj predstavljajo?

Kratka zgodovina

Prvič je astronom na observatoriju Madras, kapetan Jacob, napovedal možnost obstoja planetarnih sistemov v drugih zvezdah leta 1855. Gre za sistem dvojne zvezde 70 Ophiuchi. Ta hipoteza je bila zavrnjena v kasnejših študijah, izvedenih v devetdesetih letih XIX. Stoletja, vendar je nastal precedens in začelo se je iskanje planetarnih sistemov zunaj sončnega sistema.

V dvajsetem stoletju so občasno potekala »odkritja«, ki kasneje niso bila potrjena. Šele leta 1988 so kanadski znanstveniki odkrili ekstrasolarni planet blizu zvezde Gamma Cepheus A (Alrai). Potrditev tega neverjetnega odkritja pa je trajala leta, njen obstoj pa je bil potrjen šele leta 2002. Zato prvenstvo še vedno pripada švicarskim astronomom Didierju Kelu in Michelu Mayorju, ki sta leta 1995 odkrila prvi zunajzemeljski planet - pri zvezdi 51 Pegasus.

Opredelitev

Kaj je eksoplanet? To nebesno telo se, tako kot Zemlja, vrti okoli svoje zvezde - zvezde. Do danes so odprli okoli tri tisoč. Velika večina je plinskih velikanov, podobnih našim Jupiterju, Neptunu in Saturnu, ki pa jih v masi znatno presega. Življenje na takih vročih nebesnih telesih v običajnem pomenu, to je v obliki beljakovin, najverjetneje ni.

Od januarja 2018 je bil uradno potrjen obstoj 3.726 eksoplanet, približno tisoč teh nebesnih teles pa še vedno čaka na uradno potrditev svojega statusa z zemeljskimi teleskopi.

Velikanski eksoplaneti

Ogromni plinasti velikani so razvrščeni glede na temperaturo in značilnosti ozračja. Skupaj je pet razredov:

1. Amoniakovi oblaki. To so eksoplaneti, ki se nahajajo daleč od svojih zvezd, na dvorišču svojih sončnih sistemov, pri temperaturah pod - 120 stopinj Celzija. Leto za tovrstne eksoplante bo glede na zemeljske standarde zelo dolgo. Solarni planeti, kot so Jupiter in Saturn, spadajo v ta tip. Možni eksoplaneti te vrste - Mu Altar e, 47 Ursa Major c. Glavna odkritja so še pred nami. Možno je tudi, da je eksoplaneta na ne tako pomembni razdalji od svoje zvezde, ampak se vrti okoli šibke svetilke, rdečega škrata. Potem pa tudi ona sodi v ta razred.
2. Vodni oblaki. Temperatura površine je -20 stopinj Celzija ali manj. Odsevajo svetlobo. Poleg vodnih suspenzij je v oblaku takšnih nebesnih teles veliko metana in vodika, zato jih je težko pripisati eksoplanetam, primernim za življenje. To so plinski velikani, katerih oddaljenost od zvezde je primerljiva z zemeljsko. Primer je eksoplanet 47 Ursa Major b. V sončnem sistemu ni takšnih nebesnih teles.
3. Brez oblakov. Ti planeti, kot pravi njihovo ime, so brez oblakov in imajo zato šibko odbojnost. Za opazovalca je njihova površina modra. Temperature segajo od +80 stopinj Celzija do +530. V sončnem sistemu ni takšnih planetov. Če bi bili, bi se nahajali približno v orbiti Merkurja. Primer je 79 kiti b.
4. Exoplanete z močnimi spektralnimi linijami alkalijskih kovin. Imajo površinsko temperaturo nad + 600 (po možnosti do +1000 stopinj Celzija), zato ogljikov dioksid in pare alkalijskih kovin prevladujeta iz njihove atmosfere. Imajo zelo nizko odbojnost. Primer je eksoplanetni trES-2b, katerega odbojnost je nižja kot pri sajju. Imajo sivo-rožnato barvo, v sončnem sistemu pa morajo biti v orbiti, ki je bližje Soncu kot Merkurju.
5. Silicijevi oblaki. Kaj so eksoplaneti s silicijskimi oblaki? To so plinska nebesna telesa, katerih temperatura je več kot +1100 stopinj Celzija. Njihova površina je prekrita z neprekinjenimi oblaki, ki so sestavljeni iz silikatov in hlapov železa. Zaradi tega je odbojnost precej visoka. Takšne eksoplanete, primerne za življenje, je težko imenovati kot tiste, ki so prekrite z oblaki amoniaka, na katerih vladajo grozne hladne. So sivo-zelene barve in se nahajajo v neposredni bližini sonca, zato jih je nemogoče vizualno zaznati, ker njihova svetlost ne bo vidna. Najbolj znani predstavnik je 51 Pegasus b.

Navedeno klasifikacijo je predlagal David Sudarsky, astrofizik z Univerze v Arizoni.

Zemeljski eksoplaneti

Veliko bolj je verjetno, da bodo zaznali življenje na drugih planetih tujih zvezdnih sistemov - tistih, ki so podobni naši Zemlji. Kaj je prizemni eksoplanet? To je nebesno telo, ki ga ne sestavljajo vroči plini, temveč trdni, manjši od plinastih velikanov. Zaradi njihove relativno majhne velikosti so taki eksoplaneti težje zaznati, zato niso tako dobro znani kot plinski velikani - nekaj več kot dvesto.

Super zemlje

Približno sedemsto jih ima velikost tako imenovane superzemlje. Ta izraz se nanaša na nebesna telesa, katerih masa je do 10 zemeljskih. Razlika med njimi in plinskimi velikani ni jasno opredeljena, to je približno 10 zemeljskih mas. Kot primer »mejne« eksoplanete je Mu Arae c, ali Mu iz oltarja C, velikanski planet, ki se vrti okoli rumenega škrata v ozvezdju Oltarja, odkrita leta 2004. Njegova masa je okoli 0,33 mase Jupitra. Zvezde zvezde so ponavadi rdeče ali rumene.

Metode odkrivanja eksoplanetov

Trenutno obstaja več metod za iskanje potencialno bivalnih planetov v drugih zvezdnih sistemih. Najboljši rezultati se dosežejo, ko so kombinirani, saj nekateri delujejo le pod določenimi posebnimi pogoji. Glavni so opisani spodaj.

Dopplerjeva metoda

To vključuje merjenje radialnih hitrosti zvezd z uporabo spektrometra. S pomočjo spektrometrične metode je mogoče zaznati velikanske planete in eksoplanete, podobne Zemlji, ki se nahajajo v bližini njegove zvezde, katere masa je vsaj nekajkrat večja od Zemlje. To je posledica dejstva, da rotacija teh nebesnih teles povzroča Dopplerjev premik spektra zvezde. Po statističnih podatkih je bilo s to metodo odkritih več kot 600 eksoplanet.

Tranzitna metoda

Sestoji iz preučevanja nihanj sijaja zvezd med prehodom hipotetičnih planetov pred njihovim diskom. Z njim lahko izračunate dimenzije planeta, njegova kombinacija s prvo metodo pa daje idejo o gostoti nebesnega telesa. To pa nakazuje prisotnost njegovega vzdušja. Statistični podatki kažejo, da je bilo zaradi tranzitne metode odkritih približno dvesto planetov.

Metoda gravitacijskega mikroliniranja

Kot tranzitna pot, za uporabo katere je potrebno, da sta opazovalec in orbita eksoplaneta v isti ravnini, so za to metodo potrebni tudi določeni pogoji. Učinkovito bo, če bo med opazovalcem zemlje in zvezdo nastopila še ena zvezda, ki ima vlogo neke vrste leče. Omogoča odkrivanje eksoplanet v zvezdni leči, deluje za telesa z majhno maso. Vendar pa se uporablja, zaradi posebnih zahtev, predlaganih za ureditev nebesnih teles, omejeno. Tako so odkrili približno ducat planetov.

Astronometrična metoda

Na podlagi sprememb v gibanju zvezd pod delovanjem svojih planetov. Omogoča vam, da z zadostno natančnostjo določite maso eksoplanet.

Zgornje niso vse znane metode za odkrivanje eksoplanet, temveč tiste, s pomočjo katerih je bilo izvedenih več odkritij, ki so dokazali njihovo učinkovitost.

Označbe nebesnih teles planetnega tipa

Če želite odpreti eksoplanete, je običajno dajati imena, ki izhajajo iz njihove zvezde - zvezde, okoli katere se vrtijo. Hkrati ime zvezde doda se črka latinico začenši z b, ker bi a kazal na samo zvezdo. Primer: 51 Pegasi b. Naslednji odprti planet v zvezdnem sistemu ima naslednjo črko abecede. Izkazalo se je, da ime eksoplaneta ne pove ničesar o njegovih lastnostih, niti o njegovi razdalji od zvezde, ampak poroča le o vrstnem redu njegovega odkritja v zvezdnem sistemu. In samo, če hkrati odprejo dve eksoplaneti v istem sistemu, jim dodeljujejo črke v imenu, glede na razdaljo od zvezde.

Pred odkritjem zvezdnega sistema Pegasus leta 1995 so eksoplaneti dobili imena, sestavljena iz kompleksnih kombinacij latinskih črk in številk. Poleg tega so nekateri imeli svoja imena, pogosto povezana z mitologijo. V letu 2015, ko je glasovala Mednarodna astronomska unija, so bila ta imena formalizirana. Skupaj so prejeli 31 eksoplanet in 14 zvezd.

Do danes so eksoplaneti prisotni v približno 10% zvezd, okoli katerih so bila opravljena iskanja.

Sistemi eksoplanet

Tu je kratek seznam znanih zvezdnih sistemov z eksoplaneti:

1. Pegasus je prva zvezda, podobna soncu, v kateri je najdena eksoplaneta.
2. Tau Kit je teoretično najbližji planetarni sistem v nas. vendar to odkritje še vedno zahteva potrditev.
3. 55 Rak - v njem je že odprtih več eksoplanet.
4. μ Oltar - odprt v svojem sistemu exoplanet ima majhno maso in očitno spada v zemeljsko skupino.
5. Eridan je ena od treh zvezd, ki imajo eksoplanet in so vidne brez teleskopa.
6. Proxima Centauri - zvezda, ki je najbližje Soncu (rdeči škrat) in ima eksoplaneto.
7. HD 209458 - planet z lastnim imenom "Osiris" in neverjetne lastnosti, imenovan "izhlapevanje", se vrti okoli te zvezde. Študije njegove svetlosti so pokazale prisotnost nihanj, ki jih je z vidika znanosti mogoče razložiti le s postopno izgubo njegove snovi s strani planeta. Nadaljnja opazovanja so pokazala, da ne izgine le ozračje, temveč tudi trdne sestavine planetarne snovi. Razlog za to je verjetno v močnem segrevanju eksoplanet, saj se nahaja na oddaljenosti od svoje zvezde, osemkrat manjše od Merkurja od Sonca. Temperatura na njeni površini lahko doseže + 1000 stopinj Celzija. Zaradi opazovanj eksoplaneta Ozirisa se je začelo novo obdobje v študiji nezemeljskih planetarnih sistemov - obdobje preučevanja njihove kemijske sestave in iskanje življenjsko prijaznih razmer.

Seveda je ta seznam eksoplanetnih sistemov nepopoln, danes pa je znanega še veliko več.

Zemeljski eksoplanet z ozračjem

Aprila lani, 2017, so zahodnoevropski astronomi najprej odkrili sledove atmosfere okoli eksoplaneta zemeljskega tipa. To je nebesno telo GJ 1132b, ki se vrti okoli zvezde - rdečega škrata Glieseja 1132. Oddaljenost od Zemlje je 39 svetlobnih let (12 parsek). Polmer eksoplaneta GJ 1132b je 20% večji od našega planeta, njegova masa pa 1,6 Zemlje. Razume se, da je njegova sestava blizu sestave kopenskih kamnin, površina pa je trdna, skalnata. To je za nas najbližji zemeljski planet.

Glede na spektralna analiza, Atmosfera tega eksoplaneta je sestavljena iz mešanice metana in vodne pare. Temperatura v zgornjih slojih je približno 260 stopinj Celzija, vendar se predpostavlja, da je v bližini površine še višja, to pomeni, da so pogoji na tej eksoplaneti še bolj vroči kot na Veneri.

To je najbližji eksoplanet našega sončnega sistema, ki ima ozračje. Znanstveniki-astronomi so to odkritje imenovali eden najpomembnejših v zadnjih letih.

Namesto zaključka

V članku je bilo obravnavano, kaj so eksoplaneti, njihove vrste, pravila poimenovanja. Če povzamemo, lahko rečemo, da se je obdobje množičnega odkritja eksoplanet konec dvajsetega - začetka 21. stoletja šele začelo. Do danes obstaja več učinkovitih načinov za zaznavanje teh nebesnih teles, vendar imajo vsi določeno stopnjo napake. Najboljši rezultat je kombinacija več metod za odkrivanje eksoplanetnih sistemov. Hkrati pa večina teh odkritij zahteva potrditev, ki mora počakati več let ali celo več deset let.

Rezultati odkritij zemeljskih opazovalcev omogočajo popravljanje opazovanj iz vesolja. Tako je bil med projektom Gaia, ki se je začel leta 2013, v Zemljino orbito sprožen satelit, ki je nosil vesoljski teleskop. Glavni cilj projekta je bil izboljšati zvezdne karte in množice znanih eksoplanet, odkritih pred tem časom. Misija je zasnovana za pet let in povsem možno je, da čakamo na nova neverjetna odkritja - neverjetne zvezde in nove eksoplanete, od katerih ima lahko ena zunajzemeljska življenjska oblika ...