gov-civil-vilareal.ptEn passel af nye planeter viser, at vores solsystem er meget underligt, og vi ved ikke hvorfor
>Godt, det er virkelig en rigtig god nyhed : Astronomer har frigivet et nyt katalog af eksoplaneter - fremmede planeter, der kredser andre stjerner - opdaget af Kepler -rumfartøjet, og tallet er nu i alt 2335 verificerede planeter, og 1700 flere venter på at blive bekræftet. Af disse, 30 bekræftes at være nogenlunde jordstørrelse og kredser i deres stjerners beboelige zoner, med 20 mere afventende bekræftelse!
Det er fantastiske . De nye resultater tilføjer 219 nye eksoplanetkandidater, hvoraf 10 er jordiske.
Nu er det den prangende nyhed (som jeg forklarer om et sekund). Men den mere interessante videnskabelige nyhed er, at de fandt en klar mangel på planeter i et størrelsesinterval mellem omkring 1,5 og 2,5 gange Jordens diameter. Stjerner ser ud til at elske at lave planeter op til omkring den størrelse, og derefter springe til omkring 2,5 gange vores størrelse. Hvorfor? Og hvorfor ser vi ikke sådanne planeter i vores solsystem?
OK, før jeg når til det, lad os gøre det hele med at indhente-hvad-hvad-hvad.
Kepler er et rumbaseret observatorium designet til at stirre på et sted på himlen, der har omkring 150.000 stjerner i det. Ideen er, at hvis en stjerne har planeter, og planetens bane ses kant fra Jorden, så når planeten passerer direkte foran stjernen, vil vi se et fald i stjernens lysstyrke. Det er som en mini-formørkelse, kaldet a transit .
Jeg forklarer alt dette i exoplanets -afsnittet af Crash Course Astronomy :
828 engel nummerCrash Course Astronomy: Exoplanets
Det tager tid at faktisk finde planeter, fordi du skal vente ikke bare på, at en planet skal transiteres, men for at det skal ske igen , og derefter igen a tredje tid. En dukkert kan skyldes alle mulige problemer, såsom stjernefletter (som solpletter, men på andre stjerner) eller andre stjerner i synsfeltet, der påvirker lysstyrkeresultaterne. En anden dukkert fastslår hvad magt være en eksoplanets år (en dukkert, derefter en anden en fuld bane senere), men den reelle tillid kommer, når en tredje ses efter den anden med en konsekvent timing (med andre ord, en anden eksoplanet -kredsløbsperiode senere). Så kan du være sikker på, at du har fundet en planet.
Over tid er kataloger blevet frigivet med aktuelle Kepler -data, og dette er det ottende af sådanne kataloger. Denne nye omfatter de første fire år af missionen, og astronomerne omarbejdede alle data fuldstændigt, herunder brug af nye og mere sofistikerede teknikker udviklet i tiden siden den første sådan frigivelse.
Hvis planetens bane står ansigt til ansigt med os, ser vi ingen transit. Hvis det er kant-på, gør vi det. Kredit: Greg Loughlin
Der er to vigtige aspekter af dataene. Den ene er perioden mellem dykkerne, som fortæller dig længden af planetens år såvel som dens afstand til stjernen (Kepler er opkaldt efter Johannes Kepler, en astronom, der fandt ud af, at omløbstiden for en solsystemplanet er matematisk relateret til dens afstand fra Solen, og som kan generaliseres for en planet, der kredser enhver stjerne). Det fortæller dig også nogenlunde, hvor varm planeten er! Du skal også kende afstanden plus stjernens temperatur og størrelse; en køligere stjerne som en rød dværg kan have en planet i kredsløb omkring den tættere end Merkur i kredsløb om Solen, men alligevel være køligere end Jorden.
Det andet aspekt er den brøkdel af stjernelys, der er blokeret. Det fortæller dig planetens størrelse, forudsat at du kender stjernens størrelse, som vi i de fleste tilfælde gør fra observationer ved hjælp af Keck -observatoriet .
Efter at have gået over alle dataene fandt astronomerne 219 nye mulige exoplaneter (før bekræftelse på at de er klassificeret som kandidater). Af disse er 10 ikke kun omtrent samme størrelse som Jorden, men også i kredsløb i den rigtige afstand fra deres værtsstjerne for at være tempererede, i hvad astronomer kalder den beboelige zone. Det svarer nogenlunde til det temperaturområde, der er nødvendigt for at have flydende vand i overfladen, som vi gør her på god jord. Det er ikke det eneste, der er nødvendigt for, at livet opstår, men det er et godt sted at starte.
south park stick of truth rating
Dette nye katalog bringer det samlede antal kendte planeter i jordstørrelse, der kredser i den beboelige zone, til 30.
Det er en masse . Jeg ved, at det ikke lyder som meget ud af 150.000 stjerner, men overvejer, at ikke alle planeter kredser om deres stjerner kantet set fra Jorden. De fleste er på skrå, så de savner deres stjerner fra vores synspunkt, og vi kan ikke se en transit. Statistisk set savner vi mindst 99% af dem! Så virkelig i det stykke himmel Kepler ure er der sandsynligvis 3000 planeter i jordstørrelse i deres beboelige zoner.
Men vent, der er mere: Der er hundredvis af milliarder af stjerner i galaksen. Ekstrapolere naivt, det betyder, at der er milliarder af sådanne planeter i Mælkevejen.
Milliarder .
Whoa.
Kunstværk, der skildrer en jordlignende planet, der kredser om en fremmed stjerne. Hvor mange af disse planeter findes i Mælkevejen? Sandsynligvis milliarder. Kredit: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle
[Kunstværker, der viser en planet i jordstørrelse, endda jordlignende, der kredser om en fremmed stjerne. Hvor mange af disse planeter findes i Mælkevejen? Kredit: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle]
Men det betyder også noget andet. Når du finder et objekt, er det svært at vide meget om klassen af objekter, det tilhører. Du har kun et eksempel! Hvis du finder en underlig firben i junglen, er det interessant, men det viser dig kun, at sådanne firben findes. Er der større? Mindre? Hvor mange er der? Hvordan spiser de, hvor lever de, hvordan forholder de sig til andre firben?
Det samme med planeter. At finde en er fantastisk. Eksoplaneter findes! Det er enorme nyheder.
Men videnskaben starter virkelig, når vi finder mere. Meget mere. Tusinder mere. Det er her den eksoplanetære zoologi starter.
Og det er der, vi er nu. Med tusinder af eksoplaneter i Kepler -kataloget begynder tendenser at vise sig. Mange fundne planeter er gasgiganter som Jupiter, nogle endda meget mere massive. Der er naturligvis fundet masser af planeter på størrelse med Jorden og masser, der er noget mindre end Neptun.
miseducation of cameron efter filmens udgivelsesdato
Dette nye katalog viser dog noget meget mærkeligt : Astronomerne fandt masser af planeter, der er omtrent samme størrelse som Jorden, op til cirka 1,5 gange vores diameter. Men så falder tallet pludselig. Når du kommer til planeter, der er noget større end dobbelt så stor som Jorden, stiger tallene igen. Dette blev set i de ældre data, men nu er dataene komplette nok til at vise, at dette ikke er en fejl. Det er statistisk signifikant; altså ægte.
Et histogram over eksoplanetstørrelser: Antallet af fundne planeter (lodret akse) afbildet mod planetens størrelse (vandret akse). Bemærk diop mellem 1 og 2 jordmasser. Kunstværker af to exoplaneter er vist til sammenligning. Kredit: NASA/Ames/Caltech/University of Hawaii (B.J. Fulton)
Det er meget interessant. I den nedre ende kalder vi disse planeter for super-jordarter, og i den øvre størrelse er de mini-Neptuner (Neptun er omkring 4 gange bredere end Jorden). Faktisk er antallet af mini-Neptuner den mest almindelige slags planet, der findes i Kepler-prøven!
Det er også interessant. Vi har ikke en super-jord eller en mini-Neptun i vores eget solsystem. Af en eller anden grund, de mest almindelige planeter i galaksen findes ikke omkring vores sol .
Det fortæller os noget vigtigt, selvom det ikke er klart, hvad det er. Vi kan dog gætte. Planeter dannes fra en hvirvlende skive af materiale omkring en ung stjerne kaldet protoplanetarisk disk . Detaljer er komplicerede, men generelt dannes små korn først, derefter vokser de større, når de kolliderer med og holder sig til andre korn. I løbet af millioner af år svulmer disse til en kilometer på tværs eller deromkring (vi kalder disse planetesimaler), og disse kolliderer for at danne meget større protoplaneter, omkring tusinde kilometer brede.
Tegning, der viser forholdet mellem planeter. Alt fra fra den protoplanetære disk; nogle vokser sig store nok til at være gasgiganter, andre forbliver små som Jorden. Men nogle små vokser til mini-Neptunes. Alle tre planetgrupper er forskellige. Kredit: NASA/Kepler/Caltech (T. Pyle)
Disse bliver kernerne på sande planeter som Jorden. Hvis materialet løber tør, når protoplaneten når jordstørrelse, holder den op med at vokse. Men hvis der stadig er ting derude, kan det vokse sig større. Når den når cirka 1,5 gange Jordens diameter (hvilket ville give den langt over 3 gange Jordens masse*) tyngdekraften bliver stærk nok til at begynde at holde på lettere gasser som brint og helium. Dette er et vendepunkt for den unge planet, fordi der er meget af den gas omkring. Det kan vokse meget større og springe hullet for at blive en mini-Neptun (i det mindste; det kan også vokse til at blive en sand gasgigant som Saturn eller Jupiter, men disse er langt mindre almindelige end mini-Neptuner).
Det er i hvert fald den nuværende tankegang. Men hvis det er sandt, hvorfor er der så ikke nogen af disse super-jordarter eller mini-Neptuner her, der kredser om solen? Det er ikke forstået. Der er masser af hypoteser, og man omhandler Jupiter. Da den voksede sig stor, ville Jupiter have interageret med den protoplanetariske disk og migreret mod Solen, da den trak materiale ind fra disken. Det rørte disken der, og eventuelle protoplaneter, der dannes, ville have smadret ind i hinanden og sendt snavs flyvende. Meget af det blev kastet ud af det indre solsystem, men hvad der var tilbage dannede de planeter, vi ser nu. Da der var mindre materiale, er den anden generations planeter, vi har i det indre solsystem, mindre. Derefter trak gravitationsinteraktioner med Saturn Jupiter tilbage, og vi har det system, vi ser nu.
Det kan være korrekt eller ej. astronomer er stadig i de tidlige stadier med at finde ud af dette! Bare ved at se på vores eget solsystem, er det svært at vide, hvad der er. Sammenligning og kontrast er en glimrende måde at drille den mystiske oprindelse og vækstsmerter i vores lokale system ud på, og den gode nyhed er, at vi nu har mange andre planetariske systemer at sammenligne vores med.
Dette er en ikke så skånsom påmindelse om et af de mest vidunderlige aspekter ved astronomi: Når vi kigger ud i universet, stirrer og studerer objekterne, finder vi billioner på billioner kilometer væk, finder vi ud af, at vi forstår vores eget hjem bedre.
lego star wars klone wars spil
Hvis det var den eneste grund til, at vi lavede videnskab, så var det alene det værd.
*En planets masse afhænger af dens volumen, og volumenet stiger som radiusens terning. Så en planet 1,5 gange bredere end Jorden har 1,5 x 1,5 x 1,5 = 3,4 Jordens masse. Dette er et groft skøn, men tæt nok. Pointen er, tyngdekraften er meget stærkere.
[Top billedkredit: N ASA/JPL-Caltech ]
