Telescopul spațial Kepler al NASA a schimbat radical viziunea noastră asupra numărului mare de exoplanetă care orbitează alte stele din galaxia noastră, dar câte dintre ele sunt potrivite pentru viață între ele?
Astăzi ardem cu o dorință copleșitoare de a înțelege care dintre cele peste 1000 de planete descoperite de Telescopul Spațial Kepler sunt locuibile. Sunt destul de aproape de steaua lor? Cum reflectă suprafețele lor lumina? Cât de părtinitoare sunt orbitele lor?
Noul document, recunoscut de Jurnalul Astrofizic și publicat anterior pe site-ul arxiv.org, propune luarea în considerare a tuturor acestor factori și clasificarea planetelor în funcție de indicele lor de habitabilitate.
Acest lucru va ajuta la stabilirea prioritatilor pe care planete ar trebui sa fie luate in considerare mai mult, spune Rory Barnes, un om de stiinta de cercetare si profesor de astronomie la Universitatea din Washington. El a discutat cu Discovery News cum va funcționa acest index.
Caracteristici principale
Diagrama a ceea ce se întâmplă cu curba luminii unei stele când planeta trece în fața ei.
Când o exoplanetă trece în fața unei stele și poate fi observată printr-un telescop, cum ar fi Kepler, atunci sunt vizibile patru caracteristici principale, după cum spune Barnes: perioada orbitală (cât durează să treci prin stea), durata tranziției (cât durează până la pentru a face tranziția), adâncimea de tranziție (cât de mult este blocată lumina) și timpul dintre tranziții.
Numai aceste date nu sunt suficiente pentru a trage concluzii despre habitate, spune Barnes. "Nu vorbim despre masa, raza și strălucirea stelei - acestea sunt lucrurile pe care trebuie să le cunoaștem cu certitudine despre planetele" în discuție "." Aceasta înseamnă, de obicei, că datele de conversie nu sunt suficiente. Astronomii primesc informații mai detaliate, uitându-se la "oscilația" stelelor, pe măsură ce orbita planetei se învârte în jurul ei. Această metodă este cunoscută sub numele de metoda vitezei radiale. Aceasta oferă informații suplimentare, de exemplu, despre masa exoplanetă și orbita planetară.
Pasul 1: Analiza stelelor luminoase
ilustrare artistică a TESS (satelit, examinând exoplanetă de tranziție) și planete care trec în fața unei stele.
În 2017 sau 2018, satelitul NASA care examinează exoplanetății tranzitorii (TESS) va începe să exploreze planete care trec în fața stelelor luminoase. Dacă steaua este aproape de Pământ, mai multe informații vor fi disponibile pentru noi doar pentru că este mai mare în vizor decât dimensiunea stelei sau pentru că este mai strălucitoare, de exemplu, prin astroseismologie, știința "cutremurelor de stele".
"Aceasta este una dintre cele mai mari beneficii ale TESS", a spus Barnes. "Satelitul TESS se uită la stele apropiate care sunt mult mai strălucitoare, astfel încât să putem folosi metode mai complexe".
Pasul 2: modele climatice actuale
Această ilustrație de artă descrie exoplaneta OGLE-2005-BLG-390L b, care se estimează că are o temperatură a suprafeței de doar 50 Kelvin (-370 grade Fahrenheit sau -223 grade Celsius)
Puteți folosi mai mulți parametri care sunt disponibili - cantitatea de lumină care este blocată, mărimea orbitei - pentru a vedea cât de mult radiații lovește planeta.
Problema este însă că trebuie să știm și câtă lumină poate reflecta o planetă. Gheața reflectă mai multă lumină decât apă sau pământ. Aceasta înseamnă că o planetă cu gheață va avea o temperatură de suprafață mai scăzută decât o planetă cu multă apă. Prin masa planetei, nu este întotdeauna clar dacă este gazoasă (ca și Neptun) sau stâncoasă (ca și Pământul) sau ceva între ele. Acest lucru face ca calculele să fie și mai complicate.
Pasul 3: Excentricitatea prezentă
Această schemă a Sistemului Solar arată cât de mult sunt orbitele planetelor pitică ale lui Pluto și Eris în comparație cu alte planete
Dar există o altă mare întrebare: cât de mult este orbita planetei mutată? Este aproape imposibil să se determine în funcție de datele de conversie fără a avea alte informații.
Dacă planeta este aproape de steaua ei, mai multă radiație va lovi suprafața ei. Dacă planeta este departe de stele, radiația va fi mai mică. Dacă o planetă se mișcă brusc foarte aproape de o stea, apoi se îndepărtează de la distanță, cantitatea de radiație se schimbă și ea dramatic.
"Acesta este un fel de dans între albedo și excentricitate, care determină în mare măsură cât de rezonantă este planeta", a spus Barnes. "Eccentricitatea este mai ușor de determinat dacă există mai multe planete în sistem, deoarece puteți vedea cum orbitele lor interacționează unul cu celălalt".
Indice de habitate
Indicele habitatelor va clasifica planete cum ar fi Kepler-62F, un mic super-Pământ, așa cum se arată în această imagine artistică.
Barnes și colegii săi au derivat o formulă prin care este foarte probabil să se stabilească dacă o anumită planetă merită un studiu mai detaliat. Indicele lor de habitabilitate este produsul anumitor componente planetare care fac posibilă crearea unei lumi locuite: radiația stelară care se încadrează pe suprafață, deplasarea orbitală (excentricitatea), albedo-ul și pietatea.
El recomandă utilizarea formulei după cum urmează:
- Datele de tranziție vă pot înșela: vă pare că există o planetă acolo, când de fapt este doar o lumină de lumină care apare din cauza petelor de pe stea. Trebuie să utilizați o metodă alternativă pentru a confirma prezența unei planete. De exemplu, metoda de viteză radială, adică de a observa oscilațiile stelei;
- Imediat ce obțineți mai multe date după măsurători utilizând metoda vitezei radiale, cum ar fi excentricitatea, expuneți planetele conform unei scheme de rating. Cei cu cele mai favorabile caracteristici ar trebui examinați printr-un număr mai mare de telescoape pentru a obține informații mai fiabile;
El speră că astronomii care folosesc TESS, telescopul James Webb (care va fi disponibil în curând) și alte instrumente vor putea face căutarea lor pentru o locuință mai eficientă prin aplicarea unui indice.
"Resursele necesare explorării pot fi semnificative, mai ales pentru cele mai mici planete", a spus Barnes. "Schema noastră de clasificare va ajuta la evidențierea mai multor candidați prioritari pentru a testa habitatele lor".
