Kosmologia - właściwości egzoplanet

Pierwszy bezpośredni obraz planety pozasłonecznej w 2004 roku przedstawiał planetę o masie 3-10 M_jupiter krążący wokół brązowego karła (2M1207) o masie 25 M_jupiter. Do wykrywania egzoplanet zastosowano techniki takie jak prędkość radialna, tranzyt, mikrosoczewkowanie grawitacyjne, obrazowanie, astrometria itp. Liczba wykryć rośnie z każdym rokiem.

Do około 2010 roku metoda prędkości radialnych była szeroko stosowana, ale obecnie większość detekcji jest wykonywana metodą Transit. Nastąpił gwałtowny wzrost liczby wykryć w 2014 r., A wtedyKepler Space Telescope (KST) zaczął przynosić rezultaty.

Rozkład mas w okresie pokazuje, że metoda prędkości radialnej jest bardziej ukierunkowana na wykrywanie masywnych planet o dłuższym okresie, podczas gdy przy użyciu metody tranzytu planety o niższym okresie są wykrywane tylko tak, jak pokazano na poniższym obrazku (dzięki uprzejmości: Archiwum egzoplanet NASA) .

Od czasu pojawienia się KST nastąpił kolosalny wzrost liczby wykrywanych planet o mniejszej masie. Widać to na poniższym rysunku. Planety wykryte przez KST są podzielone na dwie grupy: gorące planety masywne zwane „gorącymi jowiszami” i planety o niższej masie zwane „gorącymi superziemiami” (ponieważ są masywniejsze od Ziemi).

Kiedy wykreślamy liczbę wykrytych planet pozasłonecznych w funkcji odległości do nich, okazuje się, że większość z tych planet znajduje się w odległości do 2 kpc, czyli w granicach naszej galaktyki. Być może planety we Wszechświecie nie są tak rzadkie, ponieważ nasze wykrywanie ogranicza się tylko do określonego typu planet w bardzo małej części wszechświata.

Planety powstają z circumstellar disc lub proto planetary disc. Jeśli planety powstają jako produkt uboczny podczas formowania się gwiazd, być może liczba planet we wszechświecie przekracza liczbę gwiazd we wszechświecie !!

Strefy mieszkalne

Strefę nadającą się do zamieszkania można zdefiniować jako strefę wokół gwiazdy, w której może istnieć woda w postaci ciekłej. Rozważmy planetę w odległości $ a_p $ od gwiazdy, jak pokazano na poniższym rysunku. Poniżej opisano prostą metodę obliczenia temperatury planety.

$$ \ left (\ frac {L_ \ ast} {4 \ pi a ^ 2_p} \ right) \ pi R ^ 2_p (1 - A) = 4 \ pi R ^ 2_p \ sigma T ^ 4_p $$

i

$$ \ frac {L_ \ ast} {4 \ pi R ^ 2_ \ ast} = \ sigma T ^ 4_ \ ast $$

$$ \ Dlatego T_p = (1 - A) T_ \ ast \ sqrt {\ frac {R_ \ ast} {2a_p}} $$

W naszym przypadku podstawianie

• L_sun = 3.83 x 10²⁶

• a_p = 1.5 ∗ 10¹¹ and

• A = 0.3

Daje $ T_ {Earth} = 255K $. Rzeczywiste obliczenia są bardzo złożone, w tym fizyka chmur. Strefa zamieszkała w naszym Układzie Słonecznym leży między 0,9 a 1,7 jednostki astronomicznej.

Stwierdzono, że jasność Słońca rośnie z czasem z powodu malejącego ciśnienia gazu. Kiedy zaczął spalać wodór, było o 30% mniej jasne. Skutkowałoby to przesunięciem ekosfery z dala od Słońca. Ponieważ Ziemia znajduje się blisko wewnętrznej krawędzi strefy zamieszkałej, być może pewnego dnia wyjdzie ze strefy!

Strefa stale nadająca się do zamieszkania

W skrócie jest określany jako CHZmożna zdefiniować jako region, w którym woda w stanie ciekłym może istnieć przez cały czas życia gwiazdy w ciągu głównym. KST wykrył wiele planet pozasłonecznych, które leżą w ekosferze.

Podpis biologiczny to każda substancja - na przykład pierwiastek, izotop, cząsteczka lub zjawisko, które dostarcza naukowych dowodów na przeszłe lub obecne życie. Przykładem jest wykrywanie zarówno O _{2, jak} i CO ₂ na planecie, co zwykle nie jest możliwe tylko w wyniku procesów geologicznych. To wykrywanie odbywa się poprzez analizę widm absorpcji.

Punkty do zapamiętania

• Do wykrywania egzoplanet zastosowano techniki takie jak prędkość radialna, tranzyt, mikrosoczewkowanie grawitacyjne, obrazowanie, astrometria itp.

• Metoda prędkości radialnych jest bardziej ukierunkowana na wykrywanie masywnych planet o dłuższym okresie.

• Gorące, masywne planety nazywane są „gorącym Jowiszem”, a planety o niższej masie nazywane są „gorącymi super ziemiami”.

• Liczba planet we wszechświecie przewyższa liczbę gwiazd we wszechświecie.

• Strefę nadającą się do zamieszkania można zdefiniować jako strefę wokół gwiazdy, w której może istnieć woda w postaci ciekłej.