gov-civil-vilareal.ptHvor mange beboelige planeter kan en stjerne have? Det viser sig, cirka 6.
>Hvor mange beboelige planeter kan du have i kredsløb om en enkelt stjerne?
I vores solsystem er kun en planet faktisk beboelig i en snæver betydning af ordet: Jorden. Mars er for kold med luft for tynd, og Venus lige modsat.
Men ... det er tilfældet. Hvis du byttede Mars og Venus positioner, og måske byttede en betydelig brøkdel af Venus 'atmosfære, ville deres temperaturer være meget mere velegnet til os*. Det er fordi begge er i vores soler beboelig zone , afstanden fra vores stjerne, hvor flydende vand kunne eksistere på en planets overflade.
Ideen om en beboelig zone er lidt squishy, fordi at have flydende vand afhænger af en vasketøjsliste over andre ting, herunder eksistensen af en atmosfære, hvad der er i den og mere. Men det er et nyttigt koncept, så længe du ikke ser for tæt på det†.
Så teknisk set kredser tre planeter om solen i dens beboelige zone. Men hvor mange kunne passer du derind?
Kunstværk, der viser TRAPPIST-1-planetsystemet, syv planeter i jordstørrelse, der kredser om en kølig rød dværg. Kredit: NASA/JPL-Caltech
På et eller andet antal ville du ramme en grænse. Det endelige område af rummet betyder, at planeter ville komme for tæt på hinanden. De ville interagere gravitationsmæssigt, og der ville opstå himmelske hijinks: De ville skabe kaos, og nogle planeter eller planeter ville få deres kredsløb rodet til at falde ned i solen eller skubbe dem helt ud af systemet.
Også en stjernes beboelige zone afhænger af, hvor varmt det er. Når du gør regnestykket, finder du, at en kølig rød dværg har en lille, smal, mens en massiv blå stjerne har en enorm beboelig zone, der strækker sig langt.
Så når vi ser til andre stjerner, skal vi forvente at se systemer som vores, med få planeter i den beboelige zone, eller kan der være mere proppet derinde?
Et team af astronomer kiggede på dette , ved hjælp af software, der beregner tyngdekraften og bevægelsen af et planetsystem over tid for at kontrollere stabilitet. For en given stjernemasse beregnede de størrelsen af den beboelige zone, placerede derefter en jordmasseplanet på zonens indvendige kant, en anden ved yderkanten og tilføjede derefter mere jævnt mellemrum mellem de to. For hver slags stjerne kørte de simuleringen i i alt 5, 6 og 7 planeter og lod simuleringen gå til 100 millioner baner på den indre planet for at give tingene lang tid at spille.
Det, de fandt, er ret sejt . For stjerner med meget lav masse, sig 0,1 gange solens masse, intet system er stabilt. Den beboelige zone er for smal, så planeterne interagerede altid. Men når du kommer op til stjerner med 0,2 gange solens masse (stadig temmelig lav, så vi taler røde dværge her), udvidede zonen sig til, at hver 5-planets system var stabilt. For stjerner med 0,7 gange solens masse klarer 6-planets systemer sig også ret godt.
min kæreste vil have plads hvordan får jeg ham tilbage
Kunstværk, der viser en stjerne med flere planeter, der kredser om den. Kredit: NASA/JPL-Caltech/R. Gør ondt (IPAC)
For nogle smalle masseområder af stjerner ender også 7-planets systemer med at være stabile. Du skulle tro, at en mere massiv stjerne betyder en større beboelig zone, så flere planeter ville passe ind, men der er en abe i denne skruenøgle: Resonanser . Hvis en eller flere planeter har orbitale perioder, der er simple brøkdele af hinanden, som 2: 1 eller 5: 4, trækker de periodisk i hinanden og tilføjer eller fjerner orbital energi. Det er som at sparke dine ben på det rigtige tidspunkt på et sving, forstærke din bevægelse.
I dette tilfælde kan resonanser imidlertid betyde undergang for et system. For bestemte størrelser beboelige zoner og stjernemasser befinder planeterne sig i en resonans, og banerne bliver ustabile. Derfor kan en lavere massestjerne måske holde på flere planeter end en højere masse. Der er muligvis ingen resonanser i den beboelige zone for den mindre stjerne, hvorimod der er for den større stjerne.
Der er også et andet problem, og det er bogstaveligt talt et stort: Kæmpe planeter, der kredser uden for den beboelige zone. De påvirker indre planeter og kan skabe endnu flere ustabilitet, hvilket gør det sværere at pakke en stjernes beboelige zone med planeter i jordstørrelse. Hvis en stjerne mangler disse kæmpe planeter, så er det godt, men hvis den har en eller flere - som vores gør - der alvorligt kan reducere antallet af stabile planetariske beboelige zonebaner.
Der er også mere subtile ting at passe på. Når en stjerne ældes, bliver den varmere, så dens beboelige zone bevæger sig udad. En planet, der kredser på indersiden af en stjernes beboelige zone, kan blive ubehageligt varm efter et par milliarder år.
spirituelle journalopfordringer
De kiggede heller ikke på planeter med lavere masse (f.eks. Mars) eller planeter på elliptiske baner. At vippe banerne lidt kan også forhindre resonanser i at lave rod i tingene. Det er klart, at her er plads til at køre meget flere simuleringer om dette.
TRAPPIST-1 planetariske system (midten) kan passe helt inde i Merkurius bane (bunden), men alligevel er tre planeter i deres kølige stjerners beboelige zone. Jupiters fire store måner vises også i skala (øverst) til sammenligning. Kredit: NASA/JPL-Caltech
Det vil dog tage et stykke tid, før denne forudsigelse kan kontrolleres i det virkelige univers. At finde ud af, at mange planeter omkring en stjerne er sjældent (TRAPPIST-1 er en af få undtagelser hidtil), og det bliver sværere for mere massive stjerner, hvor planeterne er længere væk fra stjernen; vores bedste detektionsmetoder fungerer godt for planeter tættere på .
Men sikke noget at lære! Vil vi finde systemer med 5 planeter i deres beboelige zone? Og hvis ja, hvor mange vil egentlig være beboelige?
Universet er et ret køligt sted og elsker mangfoldighed. Hvis jeg skulle satse, ville jeg sige, at sådanne systemer eksisterer. Sjældent, men derude. Hvor lang tid vil der gå, før vi finder en?
* Vi skulle stadig give dem begge ilt og sandsynligvis erstatte CO2 med nitrogen, men tag med mig her.
† Også, det er muligt at have havoverfladen i iskolde måner omkring gasgiganter , så igen er det beboelige zonekoncept en smule begrænset. Det er mere et godt sted at starte end alt det, man leder efter klemningssteder i universet.
