Ľudstvo si veľmi skoro uvedomilo, že na oblohe sú hviezdy a je ich veľa. Potom bola táto myšlienka doplnená argumentom, že hviezdy sú podobné nášmu Slnku alebo boli podobné. Potom bolo jasné, že Zem a ďalšie planéty sa točia okolo Slnka a vzniká primeraná otázka: „Prečo sa planéty nemôžu točiť okolo iných hviezd?“Teória nevidela žiaden problém v možnej existencii planét mimo slnečnej sústavy, ale veda vždy potrebuje fakty. A postupom času sa zistili fakty.
exoplanéta
Čo je to exoplanet? Všetko je jednoducho poburujúce - je to planéta mimo slnečnej sústavy, ktorá sa točí okolo hviezdy. Tento výraz bol vytvorený zo skratky extra slnečnej planéty, to znamená extrasolárnej planéty. Nenechajte sa však zamieňať: nie všetko, čo je mimo slnečnej sústavy, je exoplaneta, existujú aj nebeské telá - siroty, tzv. Planéty, ktoré cestujú priestorom mimo obežnej dráhy materskej hviezdy.
Čo sú to exoplanety? Sú veľmi odlišné. Keplerov vesmírny ďalekohľad pozoroval iba dve konštelácie - Cygnus a Lyru - 8 rokov, ale našiel asi tisíc kandidátov na exoplanety. Máme 88 konštelácií a títo dvaja majú stále čo objaviť.
Existuje teda veľa exoplanet a sú rôzne. Metódy detekcie, o ktorých budeme hovoriť neskôr, nám neumožňujú presne určiť zloženie, atmosféru a povahu objavených planét. Čo môžeme povedať, ani nemôžeme priamo vidieť exoplanetu. Klasifikácia však môže byť vykonaná aj prostredníctvom nepriamych znakov a údajov.
Dve hlavné triedy exoplanet sú malé skalné planéty a obrie planéty. Ak použijeme túto klasifikáciu na našu slnečnú sústavu, potom Venuša, Ortuť, Zem a Mars pôjdu do prvej a Jupiter, Saturn, Urán a Neptún pôjdu do druhej.
Každá z tried môže byť rozdelená do niekoľkých podtried. Poďme analyzovať tie najzákladnejšie.
Propagačné video:
Chtonická planéta
Chtonická planéta je plynový gigant, ktorý rýchlo padá na materskú hviezdu. V strede plynového gigantu je malé husté jadro, ktoré má okolo seba obrovské množstvo plynných látok. Postupne sa blížiaci sa k materskej hviezde začína plynový gigant odparovať svoju škrupinu, až kým nezostane jedno jadro.
Umelecký obraz tranzitu chtonickej planéty HD 209458b pred jej hviezdou. Európska vesmírna agentúra, Alfred Vidal-Madjar (Institut d'Astrophysique de Paris, CNRS, Francúzsko) a NASA / wikimedia.org (CC BY 4.0)
Super-Zem
Hlavným a jediným kritériom, podľa ktorého možno planétu hodnotiť ako super-zem, je jej hmotnosť. Takéto planéty sú zvyčajne niekoľkokrát ťažšie ako Zem, ale zároveň oveľa menšie ako plynový gigant. Na rozdiel od chtónických planét bolo objavených veľa takýchto nebeských telies av roku 2007 astronómovia našli v obývateľnej zóne superzeme Gliese 581-c.
Gliese 581c Tyrogthekreeper / wikimedia.org (CC BY-SA 3.0)
Horúca jupiter
Názov známej planéty je napísaný malým písmenom nie omylom, horúci Jupiter nie je konkrétna planéta, ale celá planétová trieda. Na rozdiel od našich plynových gigantov sa horúce Jupitery nachádzajú takmer blízko k materskej hviezde, ktorá zahreje ich atmosféru na 1500 K. Vďaka množstvu funkcií, najmä ich veľkej veľkosti, bolo objavených veľa horúcich Jupiterov.
Studená jupiter
Do tejto triedy patrí pôvodný Jupiter a Saturn - studený Jupiter sa nachádza v takej vzdialenosti od hviezdy, že prijíma väčšinu svojho tepla z vnútorných procesov, a nie z žiarenia.
Ľadový obr
V našom systéme máme také planéty: Urán a Neptún sú typickými predstaviteľmi ľadových gigantov - planéty veľkej veľkosti a vzdialenosti od svojej rodnej hviezdy. Vzhľadom na to, že lúče slabo zahrievajú také planéty, takmer celý ich povrch je viazaný ľadom, nielen vodou, ale aj metánom a sírovodíkom.
Voyager 2 - obraz Neptúna v auguste 1989. NASA / wikimedia.org (CC0 1.0)
Zoznam exoplanetových druhov môže pokračovať veľmi dlho. Existujú oceánske planéty, uhlíkové planéty, horúci a studený Neptún a oveľa, oveľa viac. Ale budeme hovoriť o tom, ako sú objavení.
Metódy zisťovania exoplanet
Urobme jednoduchý experiment. Akokoľvek, počas teplej letnej noci, najlepšie na juhu, blízko rovníka, zdvihnite oči na nočnú oblohu. Čo uvidíš? Správne, nespočetné množstvo hviezd. Rôzne hviezdy - svetlé a nie príliš svetlé, osamelé a v súhvezdí. Ale prakticky všetci, s výnimkou Merkúra, budú Jupiter, Mesiac a možno aj Mars hviezdy.
To isté platí pre obrovské teleskopy v observatóriách. Hviezdy kvôli svojej veľkosti a žiareniu takmer úplne upchávajú celý pozorovateľný priestor vesmíru a planéty, ktoré žiaria veľmi slabým odrazeným svetlom, jednoducho nie sú na pozadí viditeľné. Ak teda existuje niekde civilizácia našej úrovne rozvoja, pravdepodobne s najväčšou pravdepodobnosťou odhaduje prítomnosť Jupitera a Saturn blízko Slnka, ale nič viac.
Ale exoplanety sa nachádzajú veľmi spoľahlivo. Máme na to niekoľko spôsobov.
Najplodnejšia je metóda tranzitnej alebo tranzitnej fotometrie. Faktom je, že každá hviezda má taký indikátor, ako je svietivosť. Zjednodušene povedané, svietivosť je všetko svetlo emitované hviezdou za jednotku času. Ak však medzi teleskopom pozorovateľa a hviezdou prechádza nejaké nebeské teleso, potom v čase prechodu svietivosť klesne. Ak sa tento proces pravidelne opakuje, znamená to, že planéta sa točí okolo hviezdy. Táto metóda má svoje výhody a nevýhody. Hlavným plusom je schopnosť určiť veľkosť exoplanety. Mínus - na presné určenie prítomnosti planéty s dlhým okružným obdobím, napríklad Jupiter (12 rokov), budete musieť hviezdu pozorovať veľmi dlho.
Dopplerova metóda. Táto metóda pomenovaná po rakúskom matematikovi Christianovi Dopplerovi meria spektrálne posunutie hviezdy pod vplyvom planéty. Zákony gravitácie fungujú oboma smermi, a to aj pre nás, a preto nás nielen priťahuje Zem, ale aj Zem. Podobne v dvojici planét - hviezda. Rotácia masívnej exoplanety posúva radiálnu radiálnu rýchlosť materskej hviezdy a prístroje ukazujú, ako planéta kýva v červenej oblasti spektra, potom vo fialovej. Dopplerova metóda umožňuje spolu s tranzitnou metódou určiť hustotu planéty, ale opäť - iba ak je dosť veľká.
Gravitačné mikročočky. Táto metóda je spojená s prítomnosťou inej hviezdy medzi astronomickým ďalekohľadom a pozorovanou hviezdou, ktorá pôsobí ako gravitačné šošovky. Ak má hviezda šošovky vlastnú planétu, potom bude svetlo pozorovanej hviezdy charakteristicky skreslené.
A nakoniec je exoplaneta ľahko viditeľná. Samotné planéty sú veľmi slabými svetelnými zdrojmi, takže pomocou tejto metódy je veľmi ťažké odhaliť pozemské nebeské telá. Najpravdepodobnejšie objekty, ktoré sa dajú zistiť, sú giganti väčšie ako Jupiter, ktoré sú dosť ďaleko od hviezdy, aby samy vyžarovali infračervené lúče.
Dopplerova metóda alebo metóda radiálnej rýchlosti a tranzitná metóda mali až do roku 2014 vedúce postavenie v počte objavených exoplanet. V roku 2014, vďaka vlajkovej lodi pri hľadaní exoplanet - Keplerovho ďalekohľadu, išla táto metóda ďaleko ďalej.
Zaujímavý fakt: informácie, ktoré získal Kepler, sú také rozsiahle, že je k dispozícii všetkým, ktoré môžu študovať. Projekt Planet Hunters už teda pomohol objaviť tri exoplanety.
Možnosť života a vyhliadky na kolonizáciu
Obyčajne sa obyčajní ľudia nezaujímajú o horúce neptúny a metódy odhaľovania exoplanet. Hlavným záujmom verejnosti je možnosť života a kolonizácie vzdialených nebeských telies.
Forplayday / bigstock.com
Celkovo bolo v júni 2017 objavených 3 614 exoplanet. Z nich sa podobajú Zemi - 216. Existuje z čoho vyberať. Predpokladaná kolonizácia a možnosť existencie života sú však obmedzené množstvom parametrov.
Obytná zóna
Pozemskí astronómovia, zvyknutí na meranie všetkého sami, odvodili koncept obývateľnej zóny. Podstatou tohto konceptu je, že každá hviezda musí mať určitú zónu, v ktorej môžu byť planéty obývané.
Hlavnou podmienkou obývateľnej zóny je existencia tekutej vody. Preto musí byť planéta dostatočne blízko hviezdy, aby voda nezamrzla, a dosť ďaleko na to, aby sa neodparila. Na výpočet stredu obývateľnej zóny bola dokonca odvodená rovnica, ktorá vyzerá ako dAU = √Lstar / Lsun, kde d je priemerný polomer obývateľnej zóny, Lstar je svietivosť hviezdy a Lsun je svietivosť Slnka.
Podľa University of Puerto Rico je v zozname obývateľných exoplaniet 52 planét. Jednou z nich je mini-zem TRAPPIST - 1d, 21 planét porovnateľných so Zemou a 30 super-zemín.
Hlavnými kritériami sú zloženie planéty, povrchová teplota, veľkosť a atmosféra. Planéty sú hodnotené podľa stupňa podobnosti so Zemou a bolo odvodené aj špeciálne numerické kritérium, ktoré pozostáva zo všetkých vyššie uvedených. Ak planéta získava 0,8 až 1 v indexe podobnosti Zeme, môže byť bezpečne zaradená do zoznamu potenciálnych kolónií. Vyberte si, páni kolonisti!
Kepler-438B
Do roku 2016 bol držiteľom rekordu pre podobnosť so Zemou. Jeho ESI (index podobnosti Zeme) je 0,88. Samotná planéta sa nachádza 470 svetelných rokov od Zeme v súhvezdí Lyra a materská hviezda Kepler-438b má iba polovičnú veľkosť ako Slnko. Samotná planéta sa nachádza v obývateľnej zóne hviezdy, jej veľkosť presahuje Zem o 12%.
Proxima Centauri b
Domovskou hviezdou tejto planéty je Proxima Centauri, najbližšie k Slnku. Samotná planéta, podobne ako svietidlo, je od nás vzdialená 4,22 svetelných rokov. Podľa indexu podobnosti Proxima Centauri získava 0,85 a s istotou zostáva na špičke.
TRAPPIST-1 d
V tejto chvíli je planéta TRAPPIST, objavená ďalekohľadom, najviac podobná našej domovskej Zemi. Je to tiež tretia z rodičovskej hviezdy, ktorá je svojou veľkosťou nepatrne nižšia a má veľmi podobné zloženie. Odhadovaná teplota povrchu je +15 stupňov Celzia.
Dostupnosť vhodných planét na kolonizáciu bohužiaľ nie je zďaleka najdôležitejšou prekážkou na ceste k ľudskej kolonizácii vesmíru. Aj v prípade Proxima Centauri b majú súčasné technológie potenciálni kolonisti veľmi dlhý čas letu. A kým sa nenaučíme efektívne pokryť vzdialenosti najmenej 10 svetelných rokov, je priskoro hovoriť o dobytí exoplanet.
Stále existuje veľa variantov exoplanet. Ale najväčšie objavy sú pred nami - na Zemi sa už pripravujú ambiciózne medzinárodné projekty na vytvorenie obrovských teleskopov a vesmírnych observatórií, ktoré budú schopné vidieť, čo teraz nemôžeme nájsť. Zatiaľ som však nespomenul, že exoplanety majú satelity.