Извънземни свръхземни планети изобилни в търсенето на екзопланети

Kepler-62f Художник

Впечатлението на художника за Kepler-62f, потенциална супер-Земя в обитаемата зона на своята звезда. (Кредит на изображението: NASA/Ames/JPL-Caltech)



Нашата слънчева система е домакин на изобилие от светове, от адския огън на Венера до замръзналите равнини на Марс до могъщите ветрове на Уран. В този диапазон Земята стои сама, без нито една планета, която да се доближава до удобното за живота положение близо до Слънцето.



Извън нашата Слънчева система обаче е различна история. Наблюденията с помощта на космически и наземни телескопи показват, че нов клас обекти са дублирани свръхземли - светове, които са около два до 10 пъти масата на нашата планета и до два пъти нейния радиус - биха могли да бъдат сред най -често срещаните видове планети, обикалящи около други звезди .

Художник



Впечатление на художника от системата Gliese 667C.(Изображение: ESO / M. Kornmesser)

Това е така, защото през последните няколко години астрономите са открили много от тези супер големи скалисти тела, обикалящи около различни видове звезди. Сред тези планетни системи особено важни са тези около звезди от М-клас, които са по-хладни и по-слаби от нашето Слънце. Поради ниските повърхностни температури на тези звезди, регионите около тях, където an Планета, подобна на Земята могат да поддържат течна вода на повърхността си (известна още като обитаемата зона) са по-близо до тях-което прави тези потенциално обитаеми свръхземли в тези региони по-откриваеми. [6 Най -вероятни места за извънземен живот в Слънчевата система (обратно броене)]

Учените също вярват, че тези по-малки звезди са най-разпространени в ъгъла на Слънцето във Вселената, което означава, че свръхземите ще бъдат в изобилие и в нашия слънчев квартал.



Надер Хагигипур е член на Института по астробиология на НАСА и Института по астрономия на университета в Хавай-Маноа. Сред изследователските му интереси е да разбере как се формират тези светове и най -важното как те пристигат в сегашните си орбити.

Някои от неговите творби намекват за това мигриращи планети -гиганти може да бъде отговорен за близките орбити на по-малки тела. Тяхната масивна гравитация може да възбуди скалите и протопланетните отломки по техните пътеки и да ги накара да бъдат разпръснати извън системата или да се слеят на по-малки планети като свръхземли.

„Когато гигантските планети се приближават до централната звезда, особено около М-джудже, аз се интересувам как те влияят върху акрецията на малки планетизимали в диск пред тях и как това ще доведе до образуването на свръхземи, особено в обитаемата зона - каза Хагипур.



Телескопите Keck на Хаваите.

Телескопите Keck на Хаваите.(Изображение: НАСА/JPL)

По-бързи темпове на откриване за супер-Земята

Наскоро Хагигипур изследва състоянието на изследванията на свръх Земята в документ, публикуван в Годишния преглед на науките за Земята и планетите. Първите свръхземли са открити през 1992 г. около пулсарна звезда PSR B1257+12, но едва през последните пет години темпът на откриване се ускорява.

Това до голяма степен се дължи на пристигането на Космическият телескоп на НАСА Kepler , който прекара близо четири години в лов на планети в малък район на небето в съзвездието Лебед. Kepler прекрати основната си мисия през 2013 г., след като телескопът надхвърли своя проектно експлоатационен живот. През това време той предостави съкровище от изключително висококачествени данни, които революционизираха областта на екзопланетната наука.

Краткопериодните суперземли са по-лесни за откриване около по-малки звезди от тези, които са с големината на Слънцето или по-големи. Това е така, защото по -малките звезди показват по -големи реакции към придърпването на планетата, докато планетата обикаля около звездата. Ако случайно планетата премине през лицето на звездата от гледна точка на Земята, супер-Земята блокира повече светлина от малка звезда, което улеснява откриването.

„По-лесното откриване на свръхземите в краткопериодни орбити около по-хладни и по-малки звезди е поставило основата това да стане модерно и сега има голямо внимание при използването на радиални скорости и техники на фотометрия на транзит за намиране на такива планети в обитаеми зони от М звезди - каза Хагигипур.

Художник

Докато учените от НАСА преразглеждат мисията на Кеплер-нейната научна работа е спряна, след като две от четирите му реакционни колела се провалят-те усилено работят по планирането на нейната приемна мисия-Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). TESS ще има както предимства, така и недостатъци, докато търси суперземли, каза Хагигипур.

Земя, видяна от космическия кораб на НАСА Меркурий МЕСЕНГЪР. Астрономите не са сигурни дали свръхземите имат тектонски плочи или атмосфера, подобна на нашата собствена планета.

Земя, видяна от космическия кораб на НАСА Меркурий МЕСЕНГЪР. Астрономите не са сигурни дали свръхземите имат тектонски плочи или атмосфера, подобна на нашата собствена планета.(Снимка: НАСА, Лаборатория по приложна физика на Университета Джон Хопкинс и Институт Карнеги във Вашингтон)

„Тъй като TESS ще покрие цялото небе, за разлика от Kepler, който се фокусира само върху една част от небето, той може да намери повече [екзопланети]“, каза той. „Що се отнася до точността и прецизността, тъй като няма да остане в една област на небето толкова дълго, колкото Kepler, точността може да не е толкова висока, колкото тази на Kepler.“

Обитаемост?

Една особена звездна система, която представлява интерес за Хагипур, е Gliese 667 , тройна звездна система, която се намира на около 22 светлинни години от Земята. Haghighipour беше част от екип, който идентифицира поне една супер-Земя в обитаемата зона на GJ 667C през 2012 г.

Тази година друга група, ръководена от Университета в Гьотинген в Германия, разкри, че там, където има една супер-Земя, всъщност може да има много. Новият анализ установи, че М-звездата в системата GJ 677 (известна като GJ 677c) има около шест или седем планети, включително от три до пет „супер-Земи“ в обитаемата зона. [Най -странните извънземни планети (галерия)]

Тъй като звездата е толкова слаба и неясна, за да бъдат в обитаемата си зона, тези планети трябва да се струпват близо. Изследователите изчислиха, че планетите имат много кратки години, между 20 и 50 дни, и дори може да има едната страна, която да е постоянно обърната към своята звезда -домакин. Дори в това състояние обаче астрономите смятат, че е възможно животът да оцелее там.

„Това е най -надеждното откриване [на потенциално обитаеми екзопланети ], което сме имали - каза Хагипур. Предизвикателството, добави той, е да се разбере отдалеч обитаемата среда на планетите.

Докато изчисляването на местоположението на обитаемата зона на звезда е сравнително лесно, моделирането на динамиката и климата на планетите е далеч по -сложно. Не е известно дали тези светове имат тектоника на плочите, например - геофизични процеси, които регулират изобилието на CO2и Н2О в земната атмосфера. Интериорът им остава маскиран за астрономите и разбиране на състава на атмосферата на екзопланета е нещо, което някои екипи едва сега започват да постигат.

Полето от звезди, което космическият телескоп Кеплер изследва, докато търси екзопланети.

Полето от звезди, което космическият телескоп Кеплер изследва, докато търси екзопланети.(Изображение: НАСА/JPL)

Усилията за идентифициране обаче продължават. Хагигипур работи по откриването на свръх Земли в обитаемите зони на М-звезди от 2009 г. заедно с наблюдатели от Калифорнийския университет, Санта Круз и Института Карнеги във Вашингтон. Gliese 667Cc е най -цитираното откритие от това сътрудничество, но има и други.

От теоретична страна, Haghighipour има две статии, публикувани в Astrophysical Journalabout обитаемостта в двоични звездни системи. Той също се опитва да разбере как се образуват свръхземите на различни разстояния от техните звезди .

„Възможно е всяка система да има своя собствена история и свой собствен начин на формиране. Няма причина да се смята, че един начин за формиране на планети в една система или на свръхземли в обитаеми зони може да се приложи към всички системи “, каза той.

Може би това изследване би могло да хвърли светлина върху формирането на нашата собствена Слънчева система. Както супер-Земите, така и „горещите Юпитери“-газови гигантски планети, които плътно обикалят около своите родителски звезди-изглежда са често срещани в други системи, така че защо не и нашата?

„Честно казано, нямаме категоричен отговор за това. Има много различни модели, които представят различни идеи защо в нашата слънчева система няма свръхземли и горещи Юпитери. Но за да бъдат тези модели успешни, те трябва да обяснят и други свойства на Слънчевата система “, каза той.

Например, гигантска газова планета, близка до нашето Слънце, вероятно би нарушила всички скалисти планети, които искат да обикалят наблизо. Това ще бъде интересен теоретичен пъзел за астрономите, които ще разберат, докато продължават да класифицират светове извън Слънчевата система.

Тази история е предоставена от Списание „Астробиология“ , уеб-базирано издание, спонсорирано от НАСА астробиологична програма .