„Szuperlakható” bolygó keresése az Alfa Kentauriban

AlphaCent

2014 folyamán az Alpha Centauri két fő csillagának egymást átfedő pályái megakadályozták, hogy megfigyeljük őket. Amint elkezdtek szétválni, a tudósok megkezdhették a legközelebbi csillagszomszédunk keresését egy potenciálisan szuper lakható bolygó (egy olyan bolygó, amely lakhatóbb, mint maga a Föld) jeleit.

A potenciálisan lakható bolygók felkutatásakor a többcsillagos rendszereket, például az Alfa Centaurit, sokáig elhanyagolták. Úgy gondolták, hogy két vagy több csillag kialakulása aligha hagy annyi tömeget, hogy bolygókká tömörüljön, és még akkor is, ha ezeket a bolygókat létrehozzák, a közeli második csillag gravitációs vonzereje kiűzi őket pályájukról - akár azáltal, hogy meglökik őket ki a rendszerből, vagy húzza őket, hogy az egyik csillagba essenek. Amióta a Kepler elindult, több bináris csillagot is találtunk, amelyek körül bolygók keringenek. Ez azt jelenti, hogy ma már tudjuk, hogy a bináris vagy akár harmadlagos csillagrendszerek is képesek bolygókat alkotni, még akkor is, ha az orbitális mechanika bonyolultabb, mint az egycsillagos konfigurációk.

2008-ban a kaliforniai egyetemek, a San Francisco State és a SETI Intézet kutatócsoportja az Asztrofizikai Lapban publikált egy tanulmányt, amely bemutatta az Alpha Centauri B körüli bolygóképződés számítógépes szimulációját. Az összes vizsgált lehetséges kezdeti körülmény között 1 és 4 között a csillag körül keringő bolygók jöttek létre, amelyeknek majdnem fele a lakható zónában lakna. Ez a nagy esély a bolygók megtalálására az Alpha Centauriban 2012-ben bebizonyosodott, amikor egy Xavier Dumusque által vezetett európai csapat bejelentette az Alpha Centauri Bb bolygó felderítését. Sajnos nem sikerült megerősítenünk az Alpha Centauri Bb létezését, mivel éppen azon a küszöbön van, hogy berendezésünk képes felismerni.

A bolygók megerősítése az Alfa Centauri lakható zónájában két okból is figyelemre méltó lenne. Először is, egy ilyen bolygó potenciálisan elég közel van, alig több mint négy fényévre ahhoz, hogy elérjük és gyarmatosítsuk, ha nukleáris rakétákat használunk (a NASA javaslatot tett ennek megvalósítására, a projekt neve Longshot). Másodszor, ha a jóslatok pontosak, akkor meg kell találnunk egy szuperlakható bolygót az Alfa Centauri rendszerben.

Vessünk egy pillantást azokra a szimulációkra, amelyek egy szuperlakható bolygót jósolnak az Alpha Centauri-ban, és azokat az okokat, amelyek a tudósok szerint ott találnak ilyet.

Bolygók kialakulása az Alfa Centauri B-ben

A Kaliforniai Egyetem csapata kilenc különféle számítógépes szimulációt futtatott, variálva őket az Alpha Centauri rendszer várható különböző kezdeti körülményein belül. A következő ábra az egyik ilyen szimulációt mutatja - konkrétan egy kezdetben 600 holdtömegű embriót tartalmazó protoplanetáris lemez késői evolúciós szakaszát. Amint láthatja, ikercsillaga gravitációs vonzereje miatt az egyetlen stabil pálya A.U. 2-on belül van, és 50 millió év után bármely A.U. erősen excentrikus pályákra indult, és vagy befelé vándorolt, hogy belső testek felgyorsuljanak, ütközzenek a központi csillaggal, vagy kilökődjenek a rendszerből.

PlanetaryFormation

Az alábbi ábra mutatja az elvégzett különféle szimulációk eredményeit, bemutatva a kapott bolygókat az egyes kezdeti állapotokhoz, egy csak 400 holdtömegű, legfeljebb 900 embriót tartalmazó protoplanetáris lemezről.

Csillagok3

A modell minden esetben 1-4 bolygó kialakulását jósolja, 42% -uk statisztikailag valószínű, hogy a lakható zónán belül alakul ki.

Szuperlakható bolygók

A Föld az egyetlen lakott bolygó, amelyet ismerünk, ezért hajlamosak vagyunk ideális referenciaként használni a lakható exobolygók keresése során. Ez vezetett a Ritka Föld hipotézishez, amely részletezi a valószínűtlen körülmények nagy számát, amelyek szükségesek voltak ahhoz, hogy az élet megjelenjen a Földön, és arra a következtetésre jutott, hogy az összetett életnek ritka jelenségnek kell lennie az egész univerzumban. De mi van, ha a Föld nem egy közös lakható bolygó, ugyanúgy, ahogyan a naprendszerünk bebizonyosodott, hogy nem közös bolygó rendszer? Pontosabban, a Naprendszerből hiányzik egy úgynevezett szuper-Föld. Az ilyen típusú, a sajátunknál 1-3x nagyobb bolygók az egész kozmoszban általánosnak bizonyultak.

Érdekes kérdés: „mitől lehet még egy exobolygó lakhatóbb, mint a Föld?” élő beszélgetésben indította John Armstrong, a Weber Állami Egyetem munkatársa. Ez inspirálta René Heller, a McMaster Egyetem további kutatásait, katalogizálva azon tulajdonságok listáját, amelyek elősegítik a világ lakhatóvá tételét, és tanulmányozva, hogy milyen bolygók és holdak felelnek meg jobban ezeknek a kritériumoknak. Ez a tanulmány cáfolja a Ritka Föld hipotézisét, arra a következtetésre jutva, hogy a Föld csak marginálisan lakható világ, mivel annyi valószínűtlen körülményre volt szüksége az élet megjelenéséhez. Különféle folyamatok létezhetnek, amelyek a bolygó vagy a hold környezeti viszonyait jóindulatúbbá tehetik az élet szempontjából, mint a Földön.

A egy csillag lakható zónája csak referenciakeret, de nem szabad arra korlátoznunk a kereséseinket. Az árapályerők és az üvegházhatás a lakható bolygót lakhatatlanná teheti, vagy lakható világot teremthet a tipikus Goldilocks zónán túl. A Mars például a Sol lakható zónájában fekszik, annak ellenére, hogy még nem észleltük rajta az életet.

Csillagok2

Az Europa hold jó példa egy olyan testre, amely messze van a lakható zónától, amelyet árapályerei tesznek lakhatóvá. A vizsgálat során ezeket a Goldilocks zónán kívüli lakható holdakat szuper-europáknak nevezik.

Ezután a tanulmány megvizsgálja a bolygó életének alakulását befolyásoló különféle tényezőket, meghatározva, hogy mely körülmények nagyobb valószínűséggel kínálják az élet fejlődését, mint maga a Föld. Olyan tényezők, mint a bolygó és a csillag mérete, a kontinentális eloszlás, az óceán mélysége, a jelenlévő víz mennyisége, a tektonikus aktivitás, a felszíni hőmérséklet változékonysága, a légköri összetétel, a mágneses pajzs, a forgás sebessége, az axiális dőlés, a az orbitális pályát, a kapott sugárzás típusát és mennyiségét, a Naprendszer életkorát és a rendszeren belüli panspermia lehetőségét egyaránt figyelembe veszik.

Összességében a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a lakható világok általában narancssárga törpék körül keringenek, kissé idősebbek és kétszer-háromszor nagyobbak, mint a Föld. Ez tökéletesen illeszkedik az Alpha Centauri B-hez és a szimulációink által elvárt bolygókhoz - így ideális célpont egy lakható világ keresésére.

Bolygók észlelése az Alfa Centauri B-ben

Különösnek tűnhet, hogy képesek vagyunk több ezer exobolygót észlelni a több száz fényévnyire lévő rendszereken, és mégsem tudjuk megerősíteni a bolygók létezését a legközelebbi csillagunkban, csupán négy fényévnyire tőlünk.

Az exobolygók közvetlenül vagy közvetve kimutathatók. Eddig a közvetlen észlelés csak a Jupiternél többször is nagyobb óriás exobolygókat tudott megmutatni, amelyek nagy távolságban keringenek a csillagoktól. Meg kell várnunk a James Webb űrtávcsövet 2018 októberében, hogy közvetlenül képesek legyenek láthatóvá tenni a csillagaikhoz közelebb álló kisebb bolygókat.

Az exobolygók közvetett detektálásának két fő módja van: tömegközlekedéssel vagy radiális sebességgel történő detektálás. A megerősített exobolygók többségét a tömegközlekedés módszerével detektálták, amely minden egyes alkalommal észleli a csillag fényerejének csökkenését, amikor egy bolygó pályája a csillag előtt halad el, részben eltakarja azt. Ez azt jelenti, hogy ezzel a módszerrel csak olyan exobolygók észlelhetők, amelyek olyan pályával keringenek, amelyek közvetlenül a csillagunk és köztünk haladnak át. Az Alpha Centauri esetében becslések szerint csak 30% az esélye annak, hogy bolygói láthatóan igazodjanak és észlelhetők legyenek tömeges tranzit révén.

Csillagok4

A Hubble teleszkóp nemrégiben végzett felmérése nem detektálta az Alpha Centauri Bb bolygót ezzel a módszerrel - bár ez nem feltétlenül jelenti azt, hogy nem létezik, de hogy pályája nem szállna át a csillag és köztünk. Ehelyett egy másik tranzitot észleltek, amely úgy tűnik, hogy az Alfa Centauri Bb-nél távolabbi pályán lévő Föld méretű bolygóra vonatkozik. További megfigyelésekre van szükség a bolygó létezésének megerősítéséhez.

Végül van egy exobolygó detektálás a radiális sebesség módszerével. Ez a módszer arra törekszik, hogy a csillag körül keringve észlelje a csillag enyhe ingatagságát, amelyet egy bolygó gravitációs vonzereje motivál. A nehézség megint abban rejlik, hogy a kis exobolygókat észleljük a távoli pályán, mivel az óriási exobolygók és a közeli pályák sokkal nagyobb gravitációs húzást gyakorolnak a csillagra, és könnyen látható lengéseket hoznak létre.

Radial_Velocity_Exoplanet_Detection

Az ezt a módszert alkalmazó felmérések kizárták a gázóriások létezését az Alpha Centauri-ban. De nem tudtak végleges válaszokat adni a Föld méretű bolygók létezéséről, mert gravitációs vonzerejük azon a küszöbön van, amelyet műszereink képesek észlelni. Pontosabb műszereket telepítenek jelenleg, például a SPRESSO-t, amely 2016-ban működne a chilei nagyon nagy teleszkópon, másodpercenként 10 centiméteres pontossággal (összehasonlításképpen: a Föld gravitációs vonzata a Nap felett másodpercenként 9 centiméteres vonzerő). Ezek az új műszerek tízszer pontosabbak lesznek, mint a jelenleg használt eszközök.

Gyorsan lezárjuk a sziklás bolygók észlelését az Alpha Centauri-ban. Debra Fisher szerint, aki a Yale-nél vezet egy csapatot, amely sziklás bolygók felderítésével foglalkozik a rendszerben, mind a csapata, mind a genfi ​​székhelyű munkatársa az elkövetkező néhány évben innovatív eszközök kifejlesztésére használja a másodpercenként 10 centiméteres pontosság elérését. - tízszeres tényező az aktuális pontossághoz képest. 'A genfi ​​csapat nagy felbontású ESPRESSO készüléket tervez a chilei Paranal 8 méteres távcsöveihez' - mondta. „Csapatom EXPRES-t tervez a Discovery Channel távcsőhöz. Amint arra a rövidítések utalnak, mindketten arra a rendkívüli pontosságra törekszünk, amely a lakható zónatávolságban keringő Föld-tömeg bolygók robusztus felismeréséhez szükséges. '

Ha megvan ez a képesség, ki tudja, mit fogunk találni?

Copyright © Minden Jog Fenntartva | 2007es.com