Astronomiya

Yaşana bilən planetlərin aşkarlanması

Yaşana bilən planetlərin aşkarlanması

Mənim anlayışımdan, mövcud olan planetin yanından keçərkən orbitdə olduğu ulduzdan gələn işıq intensivliyində dalğaları ölçərək planetləri aşkar edirik. Bu metod haqqında başa düşmədiyim 2 şey var:

  1. Bir günəş sistemindəki planetlər ulduzlarını bir diskdə təyyarə kimi dönməyə meyllidirlər. Planetləri yalnız bu təyyarə dünyadakı / kosmosdakı sensorlarımızla uyğunlaşdıqda aşkar edə bilərikmi? Güman edirəm ki, kimsə günəşimizə 'dibindən' baxsaydı, heç bir planetin onu keçdiyini görməz. Əgər bu baxdığımız ulduzların böyük bir hissəsini istisna edərsə?

  2. Bizim orbitimiz 1 ildir. Yaşana bilən bitkilərin orbitlərinin dəyişə biləcəyini düşünürəm və qısa / 1 ilə yaxın bir orbitə sahib olmaq yaşayış üçün bir meyar deyil. Buna baxmayaraq hər il və ya 10-da 1 daldırma ölçməliyik. Bu, illik bir orbit olan bir planetin və ya ulduzla aramızdan keçən hər hansı bir şeyin olduğunu necə deyə bilərik. Beləliklə, 2 nömrəsini soruşmaq üçün bəlkə də daha yaxşı bir sual bu diplərdən nə öyrənə bilərik?


  1. Bəli və bəli. Tranzitin aşkarlanması yalnız ulduzla görüş xəttimiz arasından keçən planetlərin (kiçik) hissəsi üçün təsirli olur. Planetlərin əksəriyyəti bu üsulla aşkarlanmayacaq.

  2. Həm də düzgündür. Planetləri tapmaq üçün birdən çox keçidin aşkarlanması tələb olunur. Belə olduqda da dalmalara başqa şeylər səbəb ola bilər (məsələn, otlaq tutulması ikili ulduz sistemləri). Bu, Earthlike planetlərin Earthlike orbitlərdə tapılması uzun illərin müşahidəsinə ehtiyac duyacağını göstərir. Ancaq daha az parlaq ulduzların ətrafındakı yaşayış zonaları daha yaxındır və orbital dövrləri daha qısadır. TESS kimi planet ovçuluq missiyalarının üzərində dayandığı bu ulduzlardır.


Bu yeganə yol deyil, Aaron. Wikipedia-dan ekzoplanetlərin aşkarlanması üsulları məqaləsinə baxın. Sadalanan ilk metod radial sürətdir. Ulduzun "dalğalanmasının" Doppler sürüşməsini burada ölçürük.

İkinci metod tranzit fotoqrafiyadır. Və dediyiniz kimi bunun bir çatışmazlığı var. Əslində birdən çox var:

"Bu metodun iki böyük çatışmazlığı var. Birincisi, planetar keçidlər yalnız planetin orbitinin astronomların baxış nöqtəsindən mükəmməl bir şəkildə düzəldildiyi zaman müşahidə edilə bilər. Planet orbital təyyarəsinin birbaşa ulduza baxış xəttində olması ehtimalı ulduzun diametrinin orbitin diametrinə nisbətidir (kiçik ulduzlarda planetin radiusu da vacib amildir). Kiçik orbitli planetlərin təxminən 10% -i belə bir düzəldilməyə malikdir və hissə azalır daha böyük orbitləri olan planetlər. Günəş ölçüsündə bir ulduzun ətrafında 1 AU-da dövr edən bir planet üçün təsadüfi bir hizalanmanın tranzit əmələ gəlməsi ehtimalı% 0.47-dir. Buna görə də metod hər hansı bir ulduzun planetlərə ev sahibliyi etməməsinə zəmanət verə bilməz ...

Bu metodun ikinci dezavantajı yüksək dərəcədə saxta aşkarlamadır. 2012-ci ildə aparılan bir araşdırma, Kepler missiyası tərəfindən müşahidə edilən tranzitlər üçün yanlış pozitivlik nisbətinin tək planet sistemlərində% 40-a qədər ola biləcəyini tapdı ... "


Elm adamlarının təxmininə görə, 29 yaşayış üçün mövcud olan yad dünyalar yer üzündə həyatı müəyyən edə bilər

Astronomlar son bir neçə on il ərzində günəş sistemimizin xaricində minlərlə planet kəşf etdilər və qalaktikamızın içərisində çox sayda cazibədar dünyanı ortaya qoydular. Bu ekzoplanet kəşfinin qızıl əsri cəlbedici bir sual doğurur: Dünyadakı ulduzları dövr edən dünyaları görə bilsək, spekulyativ yadplanetli sivilizasiyalar Yer kürələrini öz nöqtələrindən görə bilərmi?

Ekzoplanetlərin əksəriyyəti dünyagörüşündə teleskoplar tərəfindən aşkar edilə bilən ulduz parlaqlığında çox az bir daldırma yaratdıqdan sonra ana ulduzlarının qarşısından keçərkən kəşf olunur. Tranzit metodu kimi tanınan bu texnika, elm adamlarının potensial olaraq yaşayış ola biləcəkləri də daxil olmaqla, bu dünyalarla əlaqəli əsas detalları görmələrini və hətta xarakterizə etmələrini təmin etdi.

İndi bir cüt ekzoplanet tədqiqatçısı, günəş sistemimizdən təqribən 300 işıq ili içərisində olan ulduz sistemlərinin Yerin Günəşin qarşısından keçməsinə şahid olmaq üçün mükəmməl nöqtədə olduğunu kataloqu ilə bu prosesi tərs çevirdi. Göründüyü kimi, erkən insan sivilizasiyasından bəri (təxminən 5000 il əvvəl) tranzit bir Yerdəki həyatı görən böyük bir 1715 ulduz & # x201Ciddi vəziyyətdədirlər; əlavə 5.99 ulduz yaxın gələcək 5.000 ildə bu xüsusi nöqtəyə girəcəkdir. , & # x201D Çərşənbə günü nəşr olunan bir işə görə Təbiət.

& # x201Erdə hər şey hərəkət edir, & # x201D astronomiya üzrə dosent və yeni araşdırmanın müəllifi olan Cornell Universitetinin Carl Sagan İnstitutunun direktoru Lisa Kaltenegger, bir zəng edərək dedi. & # x201Kosmos dinamikdir və Günəş ətrafında hərəkət edirik, Günəş qalaktikanın mərkəzi ətrafında hərəkət edir və beləliklə bu baxış nöqtəsi və ya kosmik ön oturacaq, yəni Yer kürəsini arxa işıqlı və ya keçid edən bir planet olaraq görmək üçün həm qazanılan həm də itirilən bir nöqtədə olmaq. & # x201D & # xA0

Gecə bir-birindən keçən gəmilərə bənzəyir və bəziləri bir-birini görür, bəziləri isə əlavə etmir, & # x201D əlavə etdi. & # xA0

Ekzoplanetlər arasındakı bu əlaqələri araşdırmaq üçün Kaltenegger, Amerika Təbiət Tarixi Muzeyinin baş elmi işçisi, Avropa Kosmik Agentliyinin və Gaia peykinin topladığı nəhəng müşahidələrdən yaxşı istifadə edən Jaqueline Faherty ilə birləşdi. 2013-cü ildə istifadəyə verilən Gaia, hazırda Samanyolu'nda ən əhatəli kosmik obyektlərin xəritəsini hazırlayır. & # XA0

Milyonlarla ulduzu və onların hərəkətlərini izləyən Gaia & # x2019s kataloqu, tədqiqatçılara son 5.000 il ərzində Yer tranzit zonası (ETZ) dedikləri sistemləri və içərisinə girəcəklərini təyin etməyə imkan verdi. növbəti & # xA0 5.000 il. Bu sistemlərin siyahısı bu linkdə tərtib edilmişdir.

Keçmiş tədqiqatlar, Yerin keçidlərini indiki dövrdə görə bilən ulduz sistemlərini müəyyənləşdirdiyində, Kaltenegger və Faherty, bu müvəqqəti aperturanı insan sivilizasiyasının keçmişini və (barmaqlarını çarpazlayaraq) əhatə edən bu müvəqqəti aperturanı genişləndirən ilk tədqiqatçılardır. Nəticələr bir dəfəyə min illər ərzində Yer tranzitlərini izləmək üçün doğru mövqedə olan sistemlərin bolluğunu ortaya qoydu.

Başqa sözlə, araşdırmada müəyyənləşdirilən ulduz sistemlərində yaşayan fərziyyəli yadplanetlilər varsa, Yer üzünü Günəşin qarşısında görməyə və bəlkə də dünyamızdakı həyat və zəkanın əlamətlərini müəyyənləşdirmək üçün geniş bir fürsətə sahib olardılar. radio siqnallarını təyin edərək. & # xA0

& # x201CMəqaləmizdə göstərdiyimiz şey, əksər ulduzların ən azı 1000 il ərzində [Yer kürəsinin keçidlərini görmək üçün] bu nöqtəyə sahib olmaları və bir çox ulduzun həqiqətən 10.000 ildən çox müddətə sahib olmasıdır & # x201D Kaltenegger. & # x201CBundan başqa bir şey deyə bilmədik və imtina edə bilmədik, çünki zaman çizelgemiz 10.000 ildir, amma maraqlı idi ki, bu nöqtə astronomların nəsilləri və ya yad astronomların nəsilləri üçün əlverişlidir və bizi tapmaq üçün texnologiya inkişaf etdirə bilər. & # x201D

Yeni tədqiqat ayrıca, bu siyahıdakı dünyadışı kəşfiyyat (SETI) axtarışında xüsusilə maraqlı ola biləcək alt populyasiyalara diqqət çəkdi. Məsələn, Kaltenegger və Faherty, insan tərəfindən yaradılan radio dalğalarının siyahıdakı ən yaxın 75 ulduza çatdığını, bəzilərinin yaşayış üçün mümkün olan ekzoplanetlərə ev sahibliyi etdiyini aşkar etdilər. & # XA0

Bu müşahidələri ulduz sistemlərinin yaşayış zonasında ehtimal olunan qayalıq planetlərin nisbəti ilə birləşdirərək, qrup tranziti görən və planetimizdən gələn radio dalğaları aşkar edə bilən 29 potensial yaşana bilən dünyanı təxmin edə biləcəyi qənaətinə gəldi & # x201D araşdırmaya görə.

Bu alt kateqoriya SETI üçün xüsusilə vacibdir, çünki ikiqat ulduzlararası ünsiyyət cəhdləri üçün yaxşı namizəd ola biləcək ulduz sistemlərini məskunlaşdırdıqlarını düşünür. & # XA0

Tədqiqatda vurğulanmış ən ümidverici yerlərdən bəzilərinə yer boyu yeddi planetin yerləşdiyi Trappist-1 sistemi daxildir. Bu sistem insan tərəfindən hazırlanan radio dalğalarını qəbul edəcək qədər Yer kürəsinə yaxındır və 1,642 il ərzində Yer tranzitlərinə şahid olmaq üçün doğru vəziyyətdə olacaqdır. Yalnız 10 işıq ili məsafədə yerləşən bir sistem olan Ross-128, təxminən 900 il əvvəl ETZ-dən çıxdı, 12 işıq ili uzaqda yerləşən Teegarden & # x2019s Star isə 2050-ci ildə bu bölgəyə girəcək.

Kaltenegger və Faherty, texnoloji imkanları, motivləri və ya ümumiyyətlə mövcud olduqları barədə heç bir şey bilməməyimizi nəzərə alaraq, insanların potensial olaraq yaşana bilən ekzoplanetlərdə spekulyativ yad mədəniyyətlər ilə əlaqə qurmağa cəhd edib etməməsi barədə canlı bir mübahisənin olduğunu qeyd etdilər. & # XA0

Bununla birlikdə, tədqiqatçılar bu məqamın müəyyən dərəcədə əhəmiyyətli ola biləcəyini qeyd etdilər, çünki yer üzündəki bioloji aktivlik eonlarda göründüyü üçün və texnoloji fəaliyyət ən azı bir əsrdir.

& # x201CT Bizi onsuz da maraqlı bir həyat daşıyan planet olaraq tapa biləcək o qədər ekzoplanet var ki, & # x201D Kaltenegger dedi. & # x201CO biləcəklər & apost etməyəcəklər & oksigen və metan başqa bir yerdə tapdığımızı və həyatın hansı mərhələsində olduğunu bilə bilməyəcəyik. Lakin 100 işıq ili içərisində olanlar, həqiqətən radio dalğaları tapsaydılar, texnoloji cəhətdən inkişaf etmiş bir sivilizasiyanın olduğunu bilirdilər. & # x201D & # xA0

ETZ-də yerdən kənar bir həyat formasının mövcud olub olmadığını kimsə bilmir, lakin yeni araşdırma göstərir ki, bioloji və texnoloji ayaq izlərimizi tapmaq üçün lazım olan hər hansı bir yadplanetliyə məruz qalır. Rahatlıq və ya narahatlıq olduğunu görməyinizdən asılı olmayaraq, bizə baxanların əlamətlərini görmək üçün kosmosda harada olduğumuzu dəqiq bilmək yaxşıdır.

Ulduz sistemlər arasındakı uzun məsafələri və insanlarla ağıllı yadplanetlilər arasındakı potensial ünsiyyətdəki gecikmələri nəzərə alaraq, bu qarşılıqlı təsirlər haqqında nəsillər arası zaman şkalalarında düşünmək də faydalıdır.

& # x201C Planetimizin zaman içindəki təkamülünü, Günəşin zamanla necə dəyişdiyini və yaşayış zonasında müəyyən bir müddətə sahib olduğumuzu düşündüyünüz zaman bütün kainatın daha maraqlı olacağını düşünürsünüz, çünki keçmişə nəzər sala bilərsiniz. Kaltenegger, bu kiçik, kiçik bir həyatı yaşasaq da ətrafınızda baş verənlərin və bu günün gələcəkləri və gələcəkləri. & # xA0

Kaltenegger üçün yadplanetlilərin Yer üzünə uzaqdan necə baxa biləcəyini təsəvvür etmək, on illərdir Cornell-də bu fikirlərə dair fənlərarası tədqiqatlara önəm verən Carl Sagan'ın irsinin davamıdır. & # X201CPale Blue Dot, & # x201D adlı Sagan & # x2019'un ən məşhur araşdırmalarından biri, Voyager missiyası tərəfindən xarici günəş sistemində çəkilmiş bir Dünya görüntüsündən ilham almışdır. O məsafədən planetimiz bir günəş şüasında dayanan bir toz qədər görünür və dedi. & # XA0

Bu təsvir, eyni zamanda yeni işdə kataloqu qoyulmuş ulduz sistemlərindən Yer tranzitlərinin müşahidələrinə də aid ola bilər və açıq mavi nöqtəmizin klassik görüntüsünə yeni bir tərəzi əlavə edə bilər.

& # x201CK Carl Sagan ilə danışsaydım, & # x201D Kaltenegger dedi. Kaş ki, onunla sağlığında tanış olaydım. İş otağında otururam, buna görə bəzən pəncərədən baxanda düşünürəm: & # x2018bu görərdi. Görəsən burada dayanarkən nə düşündüyünü. & # X2019 & # x201D

& # x201CNəhənglərin çiyinlərində dururuq, & dedi. & # x201CBizdən əvvəl gələn bütün insanlar ətrafımızda nələrin olduğunu anlamağımızı təmin edən kiçik tapmaca parçaları yerinə qoydular. & # x201D

GELİŞİNİZDƏ OLAN HƏR ŞEY ÜZRƏ ORİJİNAL HESABAT.

VICE xəbər bülleteninə yazılmaqla, VICE-dən bəzən reklam və ya sponsorlu məzmunu ehtiva edən elektron rabitə almağa razılaşırsınız.


ATLAS ilə digər sərin elm

İki on il əvvəl astronomlar ulduzların əksəriyyətinin planetləri olduğuna inanırdılar, ancaq bir dənə də xarici planet tapılmadı. Günümüzün inkişaf etmiş teleskopları 1000-dən çox planet xaricində kəşf etdi və sayı sürətlə artır. Xarici planetləri müəyyənləşdirmək üçün iki əsas metoddan istifadə olunur: ətrafdakı planet səbəbiylə ulduzun irəli və irəli hərəkəti və bir planet öndən keçərkən ulduzun azca qaralması. Bu aşkarlama üsulları, Yupiter kimi ana ulduza yaxın mövcud olan nəhəng planetlərin lehinə qərəzlidir. Texnikalar, yaşayış zonasında yer boyu planetlərin - həyatın bildiyimiz kimi inkişaf edə biləcəyi ulduzdan məsafələrin aralığını aşkar etmək üçün o qədər də uyğun deyil.

1000 bilinən planetdən yalnız bir və ya ikisi yaşayış üçün uyğun ola bilər. Həqiqətən yaşayışa uyğun olub olmadığını (məsələn, maye şəklində suyu varmı?) Və ya həyatın olub olmadığını təyin etmək üçün heç bir vasitəimiz yoxdur. Yeni bir yanaşma olmadan, iki onillikdən sonra planetlərin necə meydana gəldiyini və nə qədər yaygın olduqlarını çox daha çox biləcəyik, ancaq xarici bir planetin həqiqətən yaşana biləcəyi mövzusunda bir şey bilmərik.

ATLAS, bir planetin hər gecə 10.000 ağ cırtdan ulduza baxacağı üçün bir planetin yaşayış olub olmadığını müəyyənləşdirmək üçün mövcud maneələri atlayaraq qurbağa qurmaq üçün xüsusi bir qabiliyyətə malikdir. Ağ cırtdan ulduzlar, Günəşimizin təxminən 5 milyard ildə ağ cırtdana çevriləcəyi nüvə yanacağı tədarükünü yandıran ulduzların dağılmış qalıqlarıdır. Ulduzun mərkəzindəki nüvə reaksiyalar dayandırılsa da, ağ cırtdanların soyuması 10 milyard ilə qədər davam edir. Washington Universitetindən Prof. Eric Agol, həyatın təkamülünün əsas maddələrinin bu cür sistemlərdə olduğunu göstərdi (ApJ 713: 31, 2011), lakin bu ağ cırtdan ulduzların planetlərinin olub olmadığı və planetlərin maye ola biləcəyi məlum deyil. həyat üçün lazımlı su.

Ağ bir cırtdanın ətrafında yaşana bilən bir planet tapmaq normal bir ulduzdan çox daha asandır, çünki çökmüş ulduz dünya ilə eyni ölçüdədir. Burada planetdən kənar bir planet tranziti dramatik bir hadisədir - Ayın günəş tutulması kimi. Daha da vacib olanı, tutulma zamanı planetin atmosferindən keçən işıq, qismən tutulmalar üçün belə Yer üzündə müşahidə etdiyimiz bütün işığın əhəmiyyətli bir hissəsi ola bilər (normal bir ulduz üçün ağ cırtdan üçün% 1, 0.0001%). Belə bir vəziyyətdə, qısa tutulma zamanı oksigen və sudan dünyanın ən böyük teleskoplarından və ya bəlkə də gələcək James Webb Space Teleskopundan (JWST) istifadə edərək güclü molekulyar xətləri aşkar etmək mümkündür.

Astronomlar normal, əsas ardıcıllıqlı ulduzlar ətrafında yaşayışa uyğun bir planet tapılacağını daha inandırıcı hesab etsələr də, ağ cırtdan ulduzların planetlərinin olub olmadığı tamamilə bilinmir. ATLAS bunu tapmaq üçün bir yoldur.


Ağ cırtdan ulduzun yaxınlığında yaşayış zonası mavi rəngdə kölgə ilə göstərilmişdir
ağ cırtdanın yaşından və ulduzdan uzaqlığından asılı olaraq.

Astronomlar Potensial Yaşana bilən Planetləri Təsbit Etmək üçün Yeni Metod Kəşf Etdilər

ScienceDaily-in verdiyi məlumata görə, bu yeni araşdırma Hollandiyada bir planet və onun ulduz & # x27s maqnit sahəsi arasındakı qarşılıqlı təsir nəticəsində yaranan auroralardan tullantıları öyrənmək üçün aşağı tezlikli bir sıra (LOFAR) radio teleskopundan istifadə edən bir qrup alim tərəfindən aparıldı. xüsusilə qırmızı cırtdan ulduzlar üçün.

Qırmızı cırtdanların, ulduzların özləri Günəşdən daha kiçik və daha sərin olmasına baxmayaraq, bu növ fəaliyyətə məruz qaldıqları təqdirdə, yaşana bilən bir planetin atmosferini istiləyə və aşındıra biləcək güclü maqnit sahələrinə sahib olduğu bilinir. Bununla birlikdə, bu proseslə əlaqəli radio emissiyaları elm adamlarına planet-ulduz qarşılıqlı təsirini araşdırmağa imkan verir.

& quot; Planetin qırmızı cırtdan və # x27 güclü maqnit sahəsi üzərindəki hərəkəti, velosiped dinamosunun işlədiyi şəkildə eyni şəkildə bir elektrik mühərriki kimi hərəkət edir & quot;, Nature Astronomy tədqiqatının aparıcı müəllifi Harish Vedantham dedi. & quot; Bu, ulduz üzərində avrora və radio yayımını gücləndirən böyük bir cərəyan yaradır. & quot;

Rogue One: A Star Wars Story-ni gördünmü?

Astronomların bu siqnalları aşkar edib deşifrə edə bildikləri ilk dəfə olduğundan günəş sistemi tədqiqatlarının yeni ərazilərə yayılması gözlənilir, çünki elm adamları indi bu yeni metodlardan istifadə edilə bilən ərazilərdəki ekzoplanetləri tapmaq üçün istifadə edə biləcəklər. digər ulduzlardan oxşar emissiya.

& quot; İndi bilirik ki, demək olar ki, hər qırmızı cırtdan yer üzündə planetlərə ev sahibliyi edir, buna görə də oxşar emissiya göstərən başqa ulduzlar olmalıdır & quot; bu yaxınlarda Nature Astronomy qəzetində həmmüəllif olan Joe Callingham dedi. & quotBunun başqa bir ulduz ətrafında başqa bir Yer axtarmağımıza necə təsir etdiyini bilmək istəyirik. & quot;


Yeni Model I.D. Potensial Yaşana bilən Yadplan Planetləri

Ulduz Gliese 667C-nin yaşana bilən zonasında tapılmış bir super-torpaq üçlüyü, Kepler-62 ətrafındakı Goldilocks zonasında ehtimal ki, iki qayalı planet və Tau Ceti və HD 40307-i ətrafındakı maye suyun mövcud olması üçün mümkün olan super torpaqlar. müəyyən şərtlər altında olsa da səthlərində.

Bunların hamısı son on iki aya aiddir. Həyatın mövcud ola biləcəyini bildiyimiz bir planet olan Earth 2-ni axtaran ekzoplanet ovçuları həyəcan hiss etməyə başlamalı? [Ən Qəribə Yad Planetlər (Şəkillər)]

Hələ yox. Bu planetlərə dair biliklərimiz acınacaqlı şəkildə tamamlanmamışdır. Ancaq zamanlar dəyişə bilər. Bir planetin həyat üçün qonaqpərvər olub olmadığını hələ müəyyənləşdirə bilməsək də, Harvard & ndashSithsonian Astrophysics Center-dən David Kipping bir astronom qrupuna rəhbərlik edərək bir super bakış ilə bizə bir super-Earth olub bir dünyanı sarsıtdığını izah edə biləcək yeni bir nəzəri model inkişaf etdirdi. planetimizin kütləsindən iki ilə 10 qat, diametri isə iki dəfəyə qədər & mdash həyat üçün uyğun olmaya biləcək bir atmosferə sahibdir.

Nəticə etibarı ilə bu cür dünyaları Yer kürəsinə bənzətmə axtarışlarımızdan kənarda saxlaya bilərik. Hər şey bir planetin bir atmosferə sahib olub olmadığı və bu atmosferin bir planetin kütləsi ilə diametri arasındakı əlaqəyə necə bağlı olması ilə bağlıdır.

İki əsas ekzoplanet aşkarlama texnikası gözəl şəkildə tamamlayır. Bir planet ulduz və mdash-dan keçəndə, yəni ulduzun qarşısından keçərək, ulduz işığının və mdash-ın bir hissəsini bağlayanda, planetin diametrini tranzitin ölçüsündən təyin edə bilərik. Bu vaxt, orbitdə olan planet eyni zamanda ana ulduzuna da bir cazibə qüvvəsi tətbiq edir. Bu dartmanı aşkar edə bilsək, planetin ulduzu çəkdiyi dərəcəyə əsasən planetin kütləsini hesablaya bilərik.

Yeganə problem ondan ibarətdir ki, bütün planetlərin bir tranziti görmək üçün ulduzlarını uyğun bir bucaqda dövr etməməsi, bəzi ekzoplanetlər və onların ulduzları "radial sürət" dartmalarını (Kepler kosmik aparatlarının çoxunun namizəd planetlər bu kateqoriyaya aiddir).

Bununla birlikdə, hər iki xassəni də bilmək şanslı olduğumuz dünyalar üçün bir planetin həcmini işləyib sonra kütləni hesablanan həcmə bölərək planetin sıxlığını müəyyənləşdirə bilərik ki, bu, ehtimal ki, qayalıq, qaz və ya buzlu olub olmadığını izah edir.

Kipping-in inkişaf etdirdiyi kompüter modeli, Harvardlı Dimitar Sasselov və Princeton'un David Spiegel ilə birlikdə bir astronoma bu rəqəmləri kütlə və radius üçün bağlamağa imkan verir və sıxlığı bilməklə bir planetin və mdash-ın xüsusən də bir super Earth & mdash yüngül, lakin genişlənmiş bir atmosferə və ya nisbətən incə, ağır bir atmosferə sahibdir.

Bu vacibdir, çünki Yer atmosferi sonuncu növdür və azot, oksigen, karbon dioksid, argon, su buxarı və Yer radiusunun yalnız 1,5 faizini təşkil edən neon kimi şeylərlə dolu 100 kilometr (62 mil) qatdır. Uranın və ya Neptunun atmosferlərinə bənzər, lakin daha isti və mdash kimi hidrogen və helium və mdashdan ibarət genişlənmiş bir atmosferin həyatı dəstəkləyə biləcəyini bilmirik və bu səbəbdən Yerin əkizləri üçün axtarışlar belə dünyalardan qaçmaq istəyə bilər.

Qatı, maye və ya qaz

Kipping, Sasselov və Spiegel modelinin bir planetin kütləsini radiusuna görə qurduğu və bir dünyanın bu qrafikin üzərinə düşdüyü bir qrafikdən istifadə yolu bizə bərk qaya, qismən sulu və ya qazın əhəmiyyətli bir hissəsinə sahib olub olmadığını izah edir.

"Bir super-Earth'ün yaradıla biləcəyini düşündüyümüz bir sıra modellər var" dedi Kipping. "Bunları dəmirdən, ya silikatdan, ya da sudan və ya bu şeylərin qarışığından edə bilərsiniz."

Ancaq bir planet bir ulduzdan keçəndə planetin qatı cismi nəinki bəzi ulduz işığını, həm də atmosferini bağlayır. Planetin siluetini aşkar etməklə avtomatik olaraq hansı hissənin bərk, hansı hissənin qaz atmosferi olduğunu anlaya bilmərik. Kütlə radius diaqramı isə bu problemi həll etmək üçün bir yol təklif edir. [9 Əcnəbi Həyata ev sahibliyi edə bilən 9 ekzoplanet (geri sayma)]

Kipping və onun tərəfdarları, hər bir planet növü üçün nəzəri məhdudiyyətlər və mdash sərhəd şərtləri və mdash hesabladılar. Alt sərhəd vəziyyəti dəmir nüvəli və atmosferi olmayan bərk qayadan hazırlanmış super-Yer deməkdir. Yuxarı sərhəd tamamilə sudan hazırlanmış bir planet deməkdir ki, Kipping, ehtimal ki, mümkün deyil və orada bir yerdə möhkəm bir nüvənin olması lazım olduğunu söylədi və beləliklə bir su dünyasından daha az bir super-Earth əldə edə bilməyəcəksiniz (tamamilə qazlı planetlər) , super Yerlər qədər kiçik mövcud ola bilməyəcəyi və hətta Neptun tipli dünyaların içərisində gizlənən böyük bir qayalıq nüvəsi olduğu düşünülür.

Buna görə də, bir planet kəşf edirsinizsə və kütləsini radiusuna qarşı yalnız qeyri-mümkün təmiz su xəttinin üstündəki qrafada yerləşdiyini tapmaq üçün çəkirsinizsə, radiusunu nəzərə alaraq görünən sıxlığını izah etməyin yeganə yolu onun böyük olması lazımdır atmosfer.

Bu cür kütlə radiuslu modellər bir müddətdir mövcuddur, lakin Kipinqi fərqli edən şey, super-Yerin içərisinin özlərinə tətbiq edəcəyi böyük təzyiq altında yerləşdirilən materialların fizikası haqqında yeni bir anlayışa söykənməsidir. . Dimitar Sasselov, tələbəsi Li Zeng ilə birlikdə bu təzyiqləri simulyasiya edə bilən yeni laboratoriya texnologiyasından istifadə edərək super-Earth'ların interyerinin üstün modellərini yarada bildi.

İşlərini 2013-cü ilin Mart sayında Sakit Okean Astronomiya Cəmiyyətinin Yayınları və Kippin Kral Astronomiya Cəmiyyətinin Aylıq Bildirişlərində dərc ediləcək kütlə radius diaqramında nəşr etdirdikləri Sasselov və Zeng.

Model, əvvəllər kəşf etdiyimiz super Yerlər haqqında nə deyir? Kipping, Spiegel və Sasselov, 47 işıq ili uzaqlıqda qırmızı cırtdan bir ulduzun ətrafında dövr edən planetimizin kütləsinin altı ilə yarısı və diametrinin iki ilə iki qatına sahib bir dünya olan GJ 1214b-yə cəmləndilər.

İndiyə qədər planet hansı bir dalğa boyunda müşahidə olunmasından asılı olmayaraq bir tapmaca və mdash olmuşdu, planetin ölçüsü hər zaman eyni idi, çünki atmosfer başqalarına nisbətən bəzi dalğa boylarına qeyri-şəffaf olmalıdır. Atmosferi uzanmış və üstünə qalın, qeyri-şəffaf buludlar qoyulmuşdu, yoxsa atmosferi hiss olunmayacaq qədər incə idi? Kütlə və ndashradius diaqramından istifadə məsələni həll edir.

"Bizim metodumuz bu planetin radiusunun yüzdə 20-nin təmiz atmosfer olduğunu söyləyir və bu, üstündə buludlar olan çox yüngül, genişlənmiş bir hidrogen-helium atmosferi ideyasına çox üstünlük verir" dedi. "Beləliklə, bu iki ehtimalla bu müzakirəyə gələ bilərik və yalnız planetin kütləsi və radiusunun sadə ölçülməsi əsasında hansının daha çox olduğunu söyləyə bilərik."

Qeyri-müəyyən məlumatlar

Digər maraqlı bir dünya, NASA’nın Kepler kosmik gəmisi tərəfindən kəşf edilən ilk yaşayış zonası planeti olan Kepler-22b-dir. Dünyadan 620 işıq ili ətrafında, günəşə bənzər bir ulduzun ətrafında 0,85 astronomik vahid (bir astronomik vahid Yer ilə Günəş arasındakı orta məsafəsidir, 149,6 milyon km) məsafədə dövr edir və diametrinin ondan yarım dəfə planetimizin. [Qalereya: Kepler Planetləri Dünyası]

"Texnikəmizi bu planetə tətbiq etməyə çalışdıq, lakin təəssüf ki, kütləvi ölçü çox zəifdir, çünki çox uzaq bir ulduzdur" dedi Kipping. "Tapdığımız bu, məlumatın bir şəkildə və ya başqa şəkildə mavi [su dünyası] xəttində oturduğu hansı bir planet olduğunu söyləyə bilməməsi idi. Buna görə də uzanan bir qayalı planet olub olmadığını deyə bilmərik. atmosfer və ya çox az atmosferi olan bir su dünyası. "

Təəssüf ki, bu da bu günə qədər kəşf edilmiş, potensial olaraq yaşayış üçün yararlı olan planetlərin qalan hissəsi üçün bir hekayədir, bunların siyahısı, Arecibo-dakı Puerto Riko Universitetinin Planet Yaşayış Laboratoriyasından professor Abel Mendez tərəfindən Yaşanabilir Ekzoplanet Kataloqu şəklində saxlanılır.

Hal-hazırda on bir planet, ulduzlarının yaşayış zonasında (ehtimal ki) qayalıq və mövcud olma meyarlarına cavab verən siyahıda yaşayır. Ancaq Kepler-22b ilə tapdığımız kimi, əksər hallarda ya kütlə, ya da radius təxmin ediləndən bir qədər çoxdur və bu səbəbdən əksəriyyət bu sərhəd şərtində oturmağa meyllidir.

"Astronomlar daha kiçik planetlərin tərkibi baxımından daha qayalı və iki Yer radiusuna yaxın olan daha böyük planetlərin su dünyaları olduğu ehtimalından kütlə və ya radiusu qiymətləndirirlər" dedi Mendez. "Bu, əksər hallar üçün yaxşı bir təxmin kimi görünür, lakin bir çox qeyri-müəyyənlik var, məsələn, Kepler-11f-in ikidən çox Yer kütləsi var, ancaq qaz planetidir, təxminən doqquz Yer kütləsi olan Kepler-20b isə qayalıqdır."

Kipping'in kütləvi və ndashradius diaqramı işin yalnız yarısıdır. Yaxşı məlumatlar olmadan yeni kütlə-radius əlaqəsi bizə izah edə biləcəyi ilə məhdudlaşır. Kepler planetləri üçün radial sürətlərdən daha yaxşı kütlə ölçmələri tələb olunur, ancaq Keplerin planetləri kəşf etdiyi ulduzların əksəriyyətinin zəif və uzaq olduğu nəzərə alınaraq bu çətin olur.

Radial sürət tərəfindən kəşf edilən bu dünyalar üçün bizə diametrlərini vermək üçün keçidləri müşahidə etmək üçün daha çox şansa ehtiyacımız var. 2017-ci ildə istifadəyə verilməsi planlaşdırılan və planetlərin keçidi üçün göydəki bütün parlaq ulduzları sistemli şəkildə araşdıracaq olan Transiting Exoplanet Survey Peykinin (TESS) təsdiqlənməsi sahəyə böyük bir xeyir verəcəkdir.

"TESS missiyası bu mənzərəni dramatik şəkildə dəyişdirəcəyini vəd etdi" dedi Kaliforniya Texnologiya İnstitutunun planetar astronomu Heat Knutson, tədqiqatları ekzoplanet atmosferi sahəsində. "Hal-hazırda detallı səciyyələndirmə üçün uyğun olan yalnız üç tranzit super Yer var və hər üçü ya Spitzer və ya Hubble kosmik teleskopları ilə, ya da hər ikisi ilə müşahidə edilmişdir. TESS dövründə daha çox super-Earth'ə sahib olacağıq əsaslı şəkildə öyrənə bildiyimizdən daha çox və Kipping kriteriyası aşkarlanacaq atmosfer imzalarına sahib olma ehtimalı olan hədəfləri seçmək üçün faydalı bir vasitə təmin edəcəkdir. "

TESS-dən bir il sonra James Webb Space Teleskopunun (JWST) istifadəyə verilməsi, yeni yaranan ekzoplanetar atmosfer tədqiqatları elmini də dramatik şəkildə artıracaqdır. JWST, 6.5 metrlik güzgüsü ilə müşahidələrini atmosferdəki su, metan, oksigen, karbon monoksit və karbon qazının azaldılmış imzalarını götürmək üçün mükəmməl infraqırmızı nöqtələrə genişləndirəcəkdir. onların konsentrasiyaları. TESS planetləri müəyyənləşdirəcək, hansını müşahidə etmək istədiyimizə kütlə radius modeli qərar verəcək və JWST bizə bunları izah edəcəkdir. Bu həyəcan verici bir vaxt olacaq və gözləmə elm adamları üçün əziyyətli olacaq. [JWST haqqında bir videoya baxın]

"Bu nöqtədə demək olar ki, hər şey mümkündür!" Knutson dedi.

Potensial olaraq yaşayış üçün bir planet tapmaq

Bir planetin atmosferini qorumaq üçün maqnit sahəsinin varlığından tutmuş karbonun təkrar emalı üçün plitə tektonikasına sahib olub olmadığı sualına qədər bir planetin yaşayışa uyğun hala gətirilməsi üçün bir çox amillər var. Sabit bir fırlanma oxu, orta dərəcədə təsir dərəcəsi və kifayət qədər ağırlıq da inandırıcı ehtiyaclardır.

Yenə də bir növ istixana qazını ehtiva edən bir atmosferə sahib olmaq, çox vacib maye suyun səthində mövcud olmasına imkan verən rahat isti istiliyin qorunması üçün vacib olan ən vacib amillərdən biridir. Yəni uyğun atmosferlər üçündür düşündüyümüz qədər dar olmaya bilər.

"Düşünmürəm ki, qalın hidrogen və ndashhelium atmosferləri səth / su keçidindəki təzyiq maye suya icazə verdikcə bu planetlərdə həyat potensialını istisna edəcək" dedi.

Beləliklə, qayaçalı bir nüvəni dərinlikdən bürüyən qalın bir hidrogen zərfinə sahib olan bir super-Earth, Mendezə görə təzyiqin 10.000 atmosferin altına düşdüyü dərinliklərdə hələ də sulu şərtlərə sahib ola bilər, baxmayaraq ki, əlbəttə ki, temperatur da harada və necə olacaq? bu keçid nöqtəsi meydana gəlir.

Daha bir maraqlı ehtimal var. Yer üzündə konveksiya cərəyanları və hava axınları, okeanlar, qitələr və ya dağlar olsun, səthdə olanlardan güclü şəkildə təsirlənir. Bir super-dünyanın atmosferini diqqətlə araşdırmaq bizə aşağıda göstərilən ərazi barədə teleskoplarımızın imkanları xaricində olan şeyləri izah edə bilərmi?

Knutson, "Bəli, potensial olaraq, ancaq atmosferin səthə yaxın bölgədən atmosfer axınlarını təsbit etməsi üçün apardığımız müşahidələr üçün kifayət qədər incə olmalı idi" dedi. planetin səthini ölçün və okeanların, səhraların və ya hətta bitki həyatının olub olmadığını müəyyən edin.

"Gələcəkdə bu yeni super teleskopları əldə etdikdə [Otuz Metr Teleskop, Nəhəng Magellan Teleskopu və Avropanın Son dərəcə Böyük Teleskopu kimi] Yerə bənzər atmosferlərə enə biləcəyik" dedi Kipping. "Xüsusi hallarda, ehtimal ki, həyatı qoruyan bu çox kiçik atmosferlərə enə bilərik."

Ancaq yeni kütlə & ndashradius modeli özümüzdən irəliləyirik, yalnız hansı planetlərin nazik bir atmosferə sahib olmadığını söyləmək üçün bir yol təqdim edirik. Bir super-Yerin genişlənmiş bir atmosferə sahib olmadığı qənaətinə gəlsək, mövcud olan hər hansı bir atmosferin spektrini ölçmək və onun Yer atmosferinə bənzədiyini görmək üçün JWST-ni göstərməyə dəyər. [Əcnəbi Planetləri Kəşf etməyin 7 Yolu (Geri sayım)]

"Həqiqətən Yerə bənzər planetləri ovlayırsınızsa və metodumuz sizə geniş bir atmosferə sahib olduğunu söyləyirsə, o zaman yəqin ki, vaxtınızı itirirsiniz" dedi. "Deməli, bu, dünya analoqu üçün axtarışlarımızı daha səmərəli etmək üçün bir yoldur."

TESS və JWST və üfüqdə son dərəcə böyük teleskopların yeni nəsli ilə Kipping’in yeni modeli həqiqətən vaxtında. İşlər necə davam edir, önümüzdəki on il super-Earth onilliyi ola bilər. Bütün göstərişlər həyəcan verici bir vaxt olacaqdır.


Astronomlar 'həqiqətən yaşana bilən zonanı' təyin edirlər: Cin və tonik istehsal edə bilən planetlər

Cin və tonik. Kredit: NotFromUtrecht tərəfindən - Öz işi, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8529628

Sizi ölümcül alovlarla öldürməyən qonaqpərvər bir ulduz. Maye suyu və uyğun bir iqlimi olan qayalı bir planet. Apokaliptik asteroid fırtınalarının olmaması. Qəzəbli, intiqamlı və şıltaq tanrılar yoxdur. Yaşana bilən bir planet müəyyən edən şeylər bunlardır.

İndi bəzi alimlər siyahıya daha bir meyar əlavə edirlər: cin və tonik.

Ekzoplanetlər hazırda kosmik elmdə isti bir mövzudur. Yolda daha çox sayda olmaqla təxminən 4000 təsdiqlənmiş ekzoplanet bilirik. We've come a long way from a few decades ago, when as far as we knew, our solar system was the only one with a habitable world. What else were we supposed to think?

The Kepler mission changed all that. Our knowledge of exoplanets grew in leaps and bounds, and along with the discovery of all those distant planets, we began to refine our criteria for what a habitable world might look like.

Water, safety from stellar radiation, and an agreeable climate were just the beginning. It's time to refine our understanding of habitable, and to start to add some other essentials with the list. According to one team of researchers, it's time to introduce the concept of the "really habitable zone" (RHZ).

For these authors, an exoplanet is only in the RHZ if it can provide gin and tonic. Once a planet can provide that, it moves from habitable to really habitable. Maybe a planet without gin and tonic isn't really habitable at all maybe it's more of place where we'd like to send people we don't like.

The new paper is titled "Defining the Really Habitable Zone." The lead author of the paper is Marven F Pedbost.

So far, the science of the RHZ is unproven. But that's not deterring these intrepid researchers. As they say in the introduction: "In common with much of the work in the exoplanet field, we rely throughout on assumptions which are difficult if not impossible to test and present some plots which astronomers can use in their own talks, stripped of all caveats."

There's some background to the idea of the RHZ. "The inquiry into the existence of life, however, is an extremely complex topic involving numerous convoluted considerations, making it an ideal theme for telescope and grant funding applications, but a less practical question to answer. Instead, the community has formed a handshake agreement to instead investigate the more loosely defined question of habitable zones."

Universe Today readers are familiar with the idea of a habitable zone. It basically means liquid water. All other considerations aside, we know that all life on Earth needs liquid water, so we search for other worlds that have it. If a planet, or a moon, has liquid water, we say it's in the habitable zone, or more cautiously, the potentially habitable zone.

A whole bunch of other conditions have to be met before life can exist. But like the authors say, it's very convoluted. So why not just ignore it and jump ahead to the really habitable zone, where abundant gin and tonics are waiting for us to arrive and drink them?

From the paper. The BHZ is the Boring Habitable Zone, where there’s likely water but no gin and tonics. The Blue region is the Really Habitable Zone, where exo-gin, exo-citrus, and exo-juniper are likely abundant. Image Credit: Pedbost et al, 2020

What do you need to make a gin and tonic? According to the authors of the paper, we need several things.

"To proceed, we define the Minimum Acceptable Gin and tonIC, or MAGIC (Cook 2019) 3. A MAGIC must contain: gin, tonic, ice and some sort of citrus."

Gin aficionados know that it's flavoured with 'botanicals," which is nowhere defined clearly.

"Gin, in essence, is alcohol which has been flavoured with a wide variety of 'botanical' species," write the authors. "A precise definition of 'botanical' is lacking, so we assume it is the equivalent of a astronomer's use of 'metal' – including almost everything in the universe apart from a few common ingredients. Everything is a metal, apart from hydrogen and helium, and everything is a botanical apart from water and alcohol."

Now we're getting somewhere.

Spectroscopic analysis shows that gin contains juniper as a primary botanical. Juniper grows in a variety of conditions on Earth. But how hardy and widespread is exo-juniper? According to the authors, "… we should expect exo-juniper to exist on a wide range of planets." Sounds good!

Citrus isn't quite as hardy as juniper, so exo-citrus worlds may be rarer than exo-juniper worlds. From the paper: "In contrast to juniper-related considerations, the region around a star where the conditions are adequate for the growing of lemons or limes, fundamental ingredients required for the gin and tonic drink, is sensitive to a number of factors. These necessary citrus fruits thrive in temperatures ranging from 21 to 38? C (botanist, priv. comm.) and require a steady supply of H2O, hereafter water."

The paper contains much more detail of course, so we encourage interested readers to read it closely. We also encourage readers to read the team's other important paper, "Galaxy Zoo: an unusual new class of galaxy cluster." That paper contains the same level of scientific rigor and ground-breaking analysis.

This is just the beginning of the scientific reckoning with the RHZ. Other papers are bound to follow.

For now, the last word belongs to the authors: "We suggest that efforts should be directed in the near future towards investigating only those planets whose orbits lie within the RHZ, and made unverified claims about the possibility of detecting relevant features. We're off for a drink."


Kepler Discovers its Smallest Habitable Zone Planets

The Kepler-62 system has five planets: 62b, 62c, 62d, 62e and 62f. The Kepler-69 system has two planets: 69b and 69c. Kepler-62e, 62f and 69c are the super-Earth-sized planets.

Two of the newly discovered planets orbit a star smaller and cooler than the sun. Kepler-62f is only 40 percent larger than Earth, making it the exoplanet closest to the size of our planet known in the habitable zone of another star. Kepler-62f is likely to have a rocky composition. Kepler-62e orbits on the inner edge of the habitable zone and is roughly 60 percent larger than Earth.

The third planet, Kepler-69c, is 70 percent larger than the size of Earth, and orbits in the habitable zone of a star similar to our sun. Astronomers are uncertain about the composition of Kepler-69c, but its orbit of 242 days around a sun-like star resembles that of our neighboring planet Venus.

Scientists do not know whether life could exist on the newfound planets, but their discovery signals we are another step closer to finding a world similar to Earth around a star like our sun.

"The Kepler spacecraft has certainly turned out to be a rock star of science," said John Grunsfeld, associate administrator of the Science Mission Directorate at NASA Headquarters in Washington. "The discovery of these rocky planets in the habitable zone brings us a bit closer to finding a place like home. It is only a matter of time before we know if the galaxy is home to a multitude of planets like Earth, or if we are a rarity."

The Kepler space telescope, which simultaneously and continuously measures the brightness of more than 150,000 stars, is NASA's first mission capable of detecting Earth-size planets around stars like our sun.

Orbiting its star every 122 days, Kepler-62e was the first of these habitable zone planets identified. Kepler-62f, with an orbital period of 267 days, was later found by Eric Agol, associate professor of astronomy at the University of Washington and co-author of a paper on the discoveries published in the journal Science.

The size of Kepler-62f is now measured, but its mass and composition are not. However, based on previous studies of rocky exoplanets similar in size, scientists are able to estimate its mass by association.

"The detection and confirmation of planets is an enormously collaborative effort of talent and resources, and requires expertise from across the scientific community to produce these tremendous results," said William Borucki, Kepler science principal investigator at NASA's Ames Research Center at Moffett Field, Calif., and lead author of the Kepler-62 system paper in Science. "Kepler has brought a resurgence of astronomical discoveries and we are making excellent progress toward determining if planets like ours are the exception or the rule."

The two habitable zone worlds orbiting Kepler-62 have three companions in orbits closer to their star, two larger than the size of Earth and one about the size of Mars. Kepler-62b, Kepler-62c and Kepler-62d orbit every five, 12 and 18 days, respectively, making them very hot and inhospitable for life as we know it.

The five planets of the Kepler-62 system orbit a star classified as a K2 dwarf, measuring just two-thirds the size of the sun and only one-fifth as bright. At seven billion years old, the star is somewhat older than the sun. It is about 1,200 light-years from Earth in the constellation Lyra.

A companion to Kepler-69c, known as Kepler-69b, is more than twice the size of Earth and whizzes around its star every 13 days. The Kepler-69 planets' host star belongs to the same class as our sun, called G-type. It is 93 percent the size of the sun and 80 percent as luminous and is located approximately 2,700 light-years from Earth in the constellation Cygnus.

"We only know of one star that hosts a planet with life, the sun. Finding a planet in the habitable zone around a star like our sun is a significant milestone toward finding truly Earth-like planets," said Thomas Barclay, Kepler scientist at the Bay Area Environmental Research Institute in Sonoma, Calif., and lead author of the Kepler-69 system discovery published in the Astrophysical Journal.

When a planet candidate transits, or passes in front of the star from the spacecraft's vantage point, a percentage of light from the star is blocked. The resulting dip in the brightness of the starlight reveals the transiting planet's size relative to its star. Using the transit method, Kepler has detected 2,740 candidates. Using various analysis techniques, ground telescopes and other space assets, 122 planets have been confirmed.

Early in the mission, the Kepler telescope primarily found large, gaseous giants in very close orbits of their stars. Known as "hot Jupiters," these are easier to detect due to their size and very short orbital periods. Earth would take three years to accomplish the three transits required to be accepted as a planet candidate. As Kepler continues to observe, transit signals of habitable zone planets the size of Earth that are orbiting stars like the sun will begin to emerge.

Ames is responsible for Kepler's ground system development, mission operations and science data analysis. NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Calif., managed Kepler mission development.

Ball Aerospace & Technologies Corp. in Boulder, Colo., developed the Kepler flight system and supports mission operations with the Laboratory for Atmospheric and Space Physics at the University of Colorado in Boulder.

The Space Telescope Science Institute in Baltimore archives, hosts and distributes Kepler science data. Kepler is NASA's 10th Discovery Mission and was funded by the agency's Science Mission Directorate.


A new method to search for potentially habitable planets

Imaging planets orbiting around nearby stars, which could potentially harbour life, has become a possibility thanks to the progress made in observational methods by an international team of astronomers. First candidate: Alpha Centauri, a system similar to ours, "only" 4.3 light years away. This study is the subject of a publication in the journal Təbiət rabitəsi.

Efforts to obtain direct images of exoplanets - planets outside our solar system - have so far been hampered by technological limitations, which have led to a bias towards detecting planets much larger than Jupiter, around very young stars and far from the habitable zone, the area in which a planet may have liquid water on its surface, and thus potentially life. "The Earth itself illuminates us at the wavelengths used for detection, and the infrared emissions from the sky, the camera and the telescope itself tend to drown out the signals we want to detect," says Kevin Wagner, NASA Hubble/Sagan post-doctoral fellow at the University of Arizona's Steward Observatory and first author of the paper. But the good reason to focus on these wavelengths is that this is where an Earth-like planet, in the habitable zone around a sun-like star, will shine the brightest. "

In other words, if astronomers want to find planets whose conditions are suitable for life as we know it, they must look for rocky planets the size of the Earth, within the habitable zones around older stars, similar to our Sun. And to do this, they have developed a new system for imaging exoplanets in the mid-infrared in combination with a very long observation time. This system, which was able to achieve unprecedented sensitivity by using a deformable secondary mirror to correct for the distortion of light induced by the Earth's atmosphere, used a coronagraph developed - thanks to an ERC grant - by researchers at ULiège. A starlight-blocking device which they optimised for the mid-infrared spectrum of light in order to block the light from one star at a time.

"We achieved the capability to directly image planets about three times the size of the Earth in the habitable zone of alpha Centauri," explains Olivier Absil, FNRS Research Associate and director of the PSILab (STAR Research Institute/Faculty of Sciences) at ULiège. Combined with efficient subtraction of thermal background noise, this method represents an improvement by a factor of 10 compared to existing capabilities for direct observation of exoplanets". Similar in effect to noise-canceling headphones, which allow soft music to be heard over a steady stream of unwanted jet engine noise, the technique allowed the team to remove as much of the unwanted noise as possible and detect the much fainter signals created by potential planet candidates inside the habitable zone.

Alpha Centauri, first candidate

Located only 4.3 light years away from our solar system, Alpha Centauri is a triple star system. It consists of two stars, Alpha Centauri A and B - which are similar in size and age to our Sun and orbit each other as a binary system - and Alpha Centauri C, better known as Proxima Centauri, a much smaller red dwarf that orbits its two sisters at a larger distance. "This system is the closest to ours," says Anne-Lise Maire, an astrophysicist at PSILab who also took part in the study. It proved to be an ideal candidate for testing our method, because Alpha Centauri A and B are similar to our Sun, but we don't know yet if there are planets orbiting either star. »

By moving one star on the coronagraph and one star off the coronagraph every tenth of a second, this technique has allowed researchers to observe each star for half the time, and more importantly it has allowed them to subtract one image from the next, which removes all but the noise of the camera and telescope. After removing the known artefacts created by the instrumentation and the residual light from the coronagraph, the final image revealed a light source designated as "C1", a plausible detection, which could be a planet the size of Neptune to Saturn, located at a distance from Alpha Centauri A similar to that between the Earth and the Sun, i.e. within the habitable zone. "At this stage however, without verification via a second observing campaign, we cannot exclude an instrumental artefact of unknown origin, or even the signature of an asymmetrical dust cloud," says Olivier Absil.

Another direct imaging campaign will be attempted in the coming years, and other methods (e.g. radial velocity measurements) could also provide an answer. In any case, these results demonstrate the potential of high-contrast imaging in the mid-infrared to enable the observation of Earth-like planets around nearby stars. "By 2028, the same type of coronagraph will equip the METIS instrument installed on the future ELT (Extremely Large Telescope), which will make it possible to image planets as small as the Earth in the habitable zone of alpha Centauri, and of a handful of other nearby stars," concludes Olivier Absil. The coronographs developed at the University of Liège are the result of more than 10 years of technological development, in partnership with the University of Uppsala, with funding from the European Research Council .

Finding a potentially habitable planet within Apha Centauri has been the goal of the initiative Breakthrough Watch/NEAR, which stands for New Earths in the Alpha Centauri Region, and involves researchers from the University of Liège. Breakthrough Watch is a global astronomical program looking for Earth-like planets around nearby stars. During the observation campaign, about 7 terabytes of data were collected. Data that the researchers made available to the public

İmtina: AAAS və EurekAlert! EurekAlert-ə göndərilən xəbərlərin düzgünlüyünə görə məsuliyyət daşımırlar! töhfə verən təşkilatlar tərəfindən və ya EurekAlert sistemi vasitəsilə hər hansı bir məlumatın istifadəsi üçün.


Detecting Life's Influence on Planetary Atmospheres

Biosignatures that vary in time and atmospheric gases that shouldn’t exist without life to replenish them could be two possible ways to detect life on exoplanets.

Finding any life that might exist on other planets is extremely challenging. Even in our own Solar System, where we can send probes and orbiters to worlds of interest such as Mars, it is difficult to assess if any microbial life is, or was ever, present. When studying exoplanets, we can only look at the starlight shining through a planet’s atmosphere in the hope that it will reveal absorption or emission lines that indicate gases produced by life. Detailed analyses of the atmospheres of exoplanets is still mostly in the realm of future telescopes, such as the James Webb Space Telescope ( JWST ), but understanding what to look for is an important step in the hunt for life on other planets.

Oxygen is produced by photosynthesis and is commonly thought to be a potential biosignature on other worlds, although it is also possible for oxygen to be produced from abiotic sources. Similarly, methane is produced by life and is a potential biomarker, but can also be produced by other means. Now, two recent papers discuss new ways of looking for biosignatures by studying how life can influence a planet’s atmosphere.

A paper by Stephanie Olson at the University of California, Riverside, and colleagues, discusses how seasonal changes in the atmosphere caused by life could be used as a biosignature. The second paper is by Joshua Krissansen-Tottonat the University of Washington, along with Olson and David Catling, and looked at potential biosignatures produced by atmospheric gases that can only co-exist in the presence of life.

The changing seasons

Signals from an exoplanet that vary over time, such as with the seasons, could help to rule out false positives or negatives that occur in single snapshot observations. By understanding how atmospheric gases vary over the course of a year on Earth, it will help inform scientists about what signals to look for on other planets.

“Rather that simply recognizing that a planet hosts life, we may be able to say something about how the activities of its biosphere vary in space and time,” says Olson.

Seasonality in the Earth’s atmosphere arises because of the interactions between the biosphere and the varying solar radiation reaching Earth at different points in its orbit. Seasonal variations shift the balance between two different reactions: photosynthesis and aerobic respiration. Photosynthesis occurs as carbon dioxide and water react to become organic matter and oxygen, and aerobic respiration causes the reverse reaction, producing carbon dioxide and water. The maximum production of oxygen occurs during the summer months when temperatures are warm.

The researchers examined the seasonal variations in carbon dioxide on Earth, a signal that could be detectable on other planets assuming that life elsewhere is also carbon-based. Carbon dioxide is an important atmospheric component on habitable worlds due to the role it plays in climate regulation via weathering.

They found that the seasonal carbon dioxide (CO2) signal would be dominated by land-based ecosystems, which are in direct contact with the atmosphere, indicating that CO2variability might not be detectable on ocean worlds. This is seen on Earth, where the ocean-dominated Southern Hemisphere has a weaker CO2 variability signal than the Northern Hemisphere. Carbon dioxide seasonality would be difficult to detect on other planets, but it is a powerful indicator of the presence of life since it is unlikely to occur on planets with an ocean unless life is present.

They also looked at the scenario of an exoplanet that is an analog of the early-Earth, where life existed but where there was still very little oxygen in the atmosphere. Weak oxygen signals are difficult to detect, but a varying ozone signature (ozone is a molecule built from three oxygen atoms) might be more visible in the spectrum of an exoplanet. Such a signal is more likely to be detected for a planet with less oxygen than the present day Earth because ozone can create a stronger signal than oxygen.

“Seasonality would be difficult to detect for a planet resembling the present-day Earth, at least in the case of oxygen,” explains Olson. “The reason is that baseline levels of oxygen are really high today, and so small seasonal fluctuations are very challenging to measure at our planets surface, and would be even more so on a distant planet.”

Atmospheres in disequilibrium

Krissansen-Totton, Olson and Catling also simulated early-Earth atmospheres, but this time looking for signatures of disequilibrium, meaning the presence of gases that would not ordinarily exist in an atmosphere without some active process, such as life, producing them. Earth has a large atmospheric disequilibrium today, but they calculated that a disequilibrium has existed since life formed on Earth and that the evolution of disequilibrium follows the rise in biogenic atmospheric oxygen.

In the Archean eon (4 to 2.5 billion years ago), a disequilibrium existed via the coexistence of carbon dioxide, nitrogen, methane, and liquid water, which ordinarily would react to create ammonium and bicarbonate, quickly removing the methane from the atmosphere without the presence of life to replenish it. Carbon dioxide and methane should be detectable in exoplanet spectra by JWST , particularly on planets orbiting red dwarfs. If these are detected, but no carbon monoxide is found, it could be a strong biosignature. This is because many of the non-biological scenarios that replenish methane would also be expected to produce carbon monoxide (CO), and because surface life consumes CO.

“This is a very easy metabolism to do if there’s CO and water around, then microbes can make a living by combining these species to make CO2and molecular hydrogen (H2),” says Krissansen-Totton.

The largest source of disequilibrium in the Proterozoic eon (2.5 to 0.54 billion years ago) was the coexistence of nitrogen, water and oxygen. Both oxygen and nitrogen are produced by life, and without life to replenish the oxygen, it would be converted to nitric acid in the ocean.

Recognizing signs of life that use different metabolic pathways might also be possible if the atmospheric gases are in an unusual disequilibrium, but it would be challenging to detect.

“Detecting microbes that oxidize iron in the ocean might be challenging since this particular metabolism does not generate any gaseous waste products,” says Krissansen-Totton. “Among the possible metabolisms that do produce waste gases are some promising possibilities. For example, laughing gas (N2O) is a biogenic gas that we would not expect to see in equilibrium in the atmospheres of lifeless planets. Similarly, various sulfur metabolisms might be detectable since they modify the abundances of organic molecules in a planet’s atmosphere to be out of equilibrium.”

Finding early-Earth analogues with signs of seasonality or disequilibrium might indicate that life is not only present, but has evolved in a similar manner to life on our own planet.

The Olson paper was supported by the NASA Astrobiology Institute, while the Krissansen-Totton research was also supported by NASA Astrobiology through the Exobiology & Evolutionary Biology Program and the Virtual Planetary Laboratory.

NASA Astrobiologiya Proqramından ən yeni xəbərlər, hadisələr və fürsətləri almaq üçün qeydiyyatdan keçin.


Looking at Earth like an alien planet

Twenty-nine potentially habitable planets orbiting relatively nearby stars were in in a position to spot Earth in the past 5,000 years and possibly detect radio waves from our planet, according to a new study.

Why it matters: If intelligent life is out there, chances are it's searching for us too and any theoretical astronomers on these worlds would have been in a position to observe our planet in much the same way as Earthlings study distant stars and planets today.

Get market news worthy of your time with Axios Markets. Subscribe for free.

What they found: The new study, in the journal Təbiət, used a database of 331,312 stars within 300 light-years to show that 1,715 stars have been in a position to see Earth in the last 5,000 years, with 319 other stars expected to be able to see our world in the next 5,000 years.

If there are any alien astronomers out there on these potentially habitable worlds, they — in theory — could have seen the small dips in the Sun's light created when the Earth passes between the distant planet and our star a method for finding exoplanets used here on Earth.

The researchers also found about 75 stars are close enough to Earth that any radio waves sent out from our world could have reached them and possibly been detected, the same method used by SETI researchers to search for signs of intelligent life.

"We can't search everywhere, and so this is the best input target list now for anyone interested in potentially habitable worlds that can see us as a transiting planet," Cornell University astronomer Lisa Kaltenegger, an author of the new study, told Axios via email. "If someone had found us already, I wonder what they would think about us?"

Yes, but: Just because these theoretical alien astronomers might have Earth in a database of potentially habitable planets doesn't mean they would know for sure that we're here or that they could reach us.

Astronomers don't currently have the technology to confirm a truly Earth-like world somewhere out there in the universe, but future space telescopes being proposed now could allow researchers to detect habitable exoplanets in the future.

Some star systems with known potentially habitable worlds aren't yet able to see our planet, or our solar system has already moved out of view. Trappist-1, for example — which plays host to multiple potentially habitable planets — won't be able to see our Earth transit the Sun for another 1,642 years.

More from Axios: Sign up to get the latest market trends with Axios Markets. Subscribe for free


Videoya baxın: Güneşin En Yakın Görüntüsü (Sentyabr 2021).