Kaks aastakümmet tagasi leidsid astronoomid esimese planeedi, mis tiirleb ümber meie päikese moodi tähe, hiiglaslik maailm, mis asub umbes 50 valgusaasta kaugusel. See avastus avas ujuki ja täna on teadlased tuvastanud enam kui 1800 ekstrasolaarset planeeti või eksoplaneeti erineva kuju, suuruse ja koostisega. Suured küsimused on nüüd, kuidas meie galaktikas võivad olla sellised levinud planeedid nagu meie oma ja kui paljudel maailmadel nagu Maal on elu korraldamiseks vajalik kraam.
Seotud sisu
- Haruldases paarituses on Veenusarnane planeet leitud "ebaõnnestunud tähe" ümber
- Siit saate teada, kuidas astronoomid tegelikult leiavad planeete teistest päikesesüsteemidest
- Maapõhiseid eksoplaneete on ilmselt palju rohkem, kui me ette kujutasime
Parimate otsimiskohtade leidmine hõlmab sageli eksoplaneetide otsimist, millel näib olevat sama kivine koostis nagu Maa ja mis tiirlevad tähtedest piisavalt kaugel, et nende pinnal oleks vedelat vett. Nüüd on Harvard-Smithsoniani astrofüüsikakeskuse (CfA) kaks meeskonda jahti täiustanud, arvutades välja tõenäoliselt eluks sõbralike maailmade suurused ja massid.
Seda teoreetilist tööd toetades teatasid astronoomid ka sel nädalal, et NASA Kepleri kosmoseteleskoobi abil avastatud 12 maailma on tõenäoliselt Maale sarnased väikesed planeedid, mis tiirlevad elamiskõlblikus tsoonis, piirkonnas tähe ümber, mis on just veega sobiv ja võib-olla ka elu. Teos kahekordistab teadaolevate Maa-suuruste maailmade arvu, mis võivad olla elamiskõlblikud.
"Meil pole veel täpset Maa kaksikut, kuid hakkame täitma naabruses asuvate planeetide populatsiooni, " ütleb Kepleri teadlane Douglas Caldwell SETI instituudis. Caldwell tutvustas täna Seattle'is asuva Ameerika astronoomiaühingu 225. koosolekul meeskonna analüüsi 12 planeedi kohta.
Tehniliselt on tosinast maailmast vaid 11 kinnitatud sama usaldusnivooga nagu teised kinnitatud Kepleri planeedid. 12. maailma peetakse endiselt kandidaatplaneediks, ehkki Caldwelli sõnul on meeskonna enesekindlus selle tõelise suhtes endiselt väga kõrge. 11 kinnitatud planeedist on kaks väikseimat eriti huvitavad Maa kaksiku jahtimisel. Kepler-438b on vaid 1, 12 korda suurem kui Maa, samal ajal kui Kepler-442b on 1, 33 korda suurem kui Maa.
See tähendab, et mõlemad planeedid on suure tõenäosusega kaljulised maailmad, millel on sama keemiline koostis nagu Maal, vastavalt CfA Courtney Dressingu juhitud eraldi uuringule. Meie päikesesüsteemis on planeedid kas väikesed ja kivised, nagu Maa ja Marss, või suured ja gaasilised, nagu Jupiter ja Neptuun. Astronoomide üllatuseks on suur osa seni leitud eksoplaneete imelikest objektidest, mis jäävad Maa ja Neptuuni suuruste vahele. Me ei saa veel neid eksoplaneete otse näha - astronoomid leidsid nad otsides väikest sukeldumist tähevalgusesse, kui orbiidil olevad planeedid mööduvad nende peremeestähtede ees või läbivad neid. Ilma üksikasjalikuma ülevaateta pole teadlased kindlad, millised "supermaastikud" on tõeliselt kivised ja millised meenutavad pigem jäiseid mini-Neptuune.
"Üks osa probleemist, mis näitab, kas super-Maad on kivised või gaasilised, on see, et meil pole oma päikesesüsteemis ühtegi näidet, " ütleb Caldwell. Vastuse kiusamiseks peavad astronoomid saama nii planeedi suuruse kui ka massi ja arvutama selle tiheduse, mis annab aimu selle koostisest. Nii pöördusid Dressing ja tema meeskond Kanaari saarte teleskoobi poole, mis on varustatud mõõteriistaga, millega mõõta suure täpsusega planeedimasse. Nad kasutasid seda mitmete teadaolevate planeetide uurimiseks ning suuruse ja massi vahelise seose kaardistamiseks.
Nad leidsid, et väiksematel maailmadel, mis on väiksemad kui 1, 6-kordne Maa suurus, on tavaliselt õige mass, et planeet oleks kivine. Veelgi enam, enamikul nende uuritud väikestest eksoplaneetidest oli õige tihedus, et neil oleks umbes samad koostisosad kui Maa: räni, raua, hapniku, magneesiumi segu jäljendatud koguses teiste metallidega. Suuremad maailmad on tavaliselt palju vähem tihedad, mis tähendab, et need peavad olema peamiselt vesinik või muud gaasid.
"Meie päikesesüsteem pole nii ainulaadne, kui arvata võisime, " seisab Dressing avalduses. "Paistab, et kivised eksoplaneedid kasutavad samu põhilisi koostisosi."
Teine peamine tegur on see, et elu, nagu me teame, näib sõltuvat suurtest vedela veekogudest. Maal katab vesi umbes 70 protsenti planeedi pinnast. Kuid hiljutised tööd näitavad, et see liigub ka läbi planeedi sisemuse, kuna seda juhib maa-alune plaaditektoonika, mineraalide lõksus ja vulkaanide poolt välja viidud. Teadlaste arvates on see vesine taaskasutusprotsess ookeanide stabiilsena planeedipinnal hoidmiseks ülioluline.
Laura Schaefer ja Dimitar Sasselov kasutasid CfA-s arvutimudeleid, et näha, kui hästi suudavad Maa 1, 5-kordse suurusega eksoplaneedid plaattektoonikat luua ja säilitada. Nad varieerisid oma võimalike maailmade massi, ulatudes kuni viis korda massiivsemaks kui Maa. Tulemused viitavad sellele, et stabiilsete ookeanide ehitamiseks oleks kõige parem super-Maadest, mille mass on kaks kuni neli korda suurem kui Maa mass. Nende väitel kestaks mered nendes maailmades vähemalt 10 miljardit aastat.
Kuid nende mudel näitas ka seda, et massiivsematel maailmadel on paksemad koorikud, mis lükkab pinnale vulkaanilise tegevuse alguse ja seeläbi ookeani moodustumise. Nad arvutavad, et sellise massiivse planeedi moodustumiseks ookeani tekkimiseks kulub umbes miljard aastat. Eeldusel, et evolutsioon järgib sarnast kiirust nagu Maa peal, võib meie parim panus eluga planeedi leidmiseks olla super-Maa, mis on vähemalt 5, 5 miljardit aastat vana, teatas meeskond.
Uued Maasuurused planeedid, mille leidsid Kepleri orbiiditähed, mis on suhteliselt noored. Ja praegu pole teadlased kindlad nende planeetide massis. Kuid lihtsalt see, et kataloogis on rohkem planeete, mis on vähemalt Maa nõod, aitab astronoomidel vastata küsimusele, kui levinud potentsiaalselt elatavad maailmad on meie galaktikas.
"Kõik tahavad olla esimesed, kes Maa kaksiku üles leiavad ja teatavad, kuid teaduslikult ei ole see kõige olulisem asi, mis Keplerist välja tuleb, " ütleb Caldwell. "Super-Maaga näeme sellist planeediklassi, millest me varem ei teadnud, nii et nähes, kuidas nad moodustasid ja kui erinevad nad Maast on, saate parandada meie mudeleid selle kohta, kuidas kõik planeedid moodustasid. Kuidas vesi sattus Maa ja millal see siia moodustumisprotsessis jõudis? Leides teistes vanustes süsteemides sarnaseid planeete, loodame saada selle küsimuse kohta parema ettekujutuse. "
Toimetaja märkus: seda lugu on värskendatud, et korrigeerida esimese päikeselise tähe ümber leitud eksoplaneedi kuupäeva; see avastus tehti kaks aastakümmet tagasi, 1995. aastal.
