Космология - Свойства экзопланеты

Первое прямое изображение внесолнечной планеты в 2004 году было планетой с массой 3-10 M_jupiter вращается вокруг коричневого карлика (2M1207) с массой 25 M_jupiter. Такие методы, как радиальная скорость, транзит, гравитационное микролинзирование, визуализация, астрометрия и т. Д., Использовались для обнаружения экзопланет. Количество обнаружений растет с каждым годом.

Примерно до 2010 года широко использовался метод радиальных скоростей, но теперь большинство обнаружений выполняется методом транзита. В 2014 г. наблюдался всплеск количества обнаружений, когдаKepler Space Telescope (KST) начали давать результаты.

Распределение периодов массы показывает, что метод радиальной скорости более склонен к обнаружению массивных планет с большим периодом, тогда как при использовании метода транзита планеты с более низким периодом обнаруживаются только, как показано на следующем изображении (любезно предоставлено NASA Exoplanet Archive) .

С появлением KST количество обнаруженных планет с меньшей массой колоссально увеличилось. Это видно из рисунка, приведенного ниже. Планеты, обнаруженные KST, делятся на две группы: горячие массивные планеты, называемые «Горячими юпитерами», и планеты с меньшей массой, называемые «Горячие суперземли» (поскольку они массивнее Земли).

Когда мы строим график зависимости количества обнаруженных внесолнечных планет от расстояния до них, мы обнаруживаем, что большинство этих планет находятся в пределах 2кпк, что вполне соответствует нашей галактике. Возможно, планеты не так уж редки во Вселенной, поскольку наше обнаружение ограничено только определенным типом планет в очень небольшой части Вселенной.

Планеты сформированы из circumstellar disc или же proto planetary disc. Если планеты образуются как побочный продукт во время звездообразования, возможно, количество планет во Вселенной превышает количество звезд во Вселенной !!

Жилые зоны

Жилую зону можно определить как зону вокруг звезды, где вода может существовать в жидкой форме. Рассмотрим планету на расстоянии $ a_p $ от звезды, как показано на следующем рисунке. Простой метод расчета температуры планеты описывается следующим образом.

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

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

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

В нашем случае подставляя

L_sun = 3.83 x 10²⁶
a_p = 1.5 ∗ 10¹¹ and
A = 0.3

Даст $ T_ {Earth} = 255K $. Фактический расчет очень сложен, включая физику облаков. Жилая зона в нашей солнечной системе находится между 0,9 и 1,7 а.е.

Было обнаружено, что светимость Солнца увеличивается со временем из-за уменьшения давления газа. Когда начал сжигать водород, он был на 30% менее ярким. Это приведет к смещению обитаемой зоны от Солнца. Поскольку Земля находится недалеко от внутреннего края зоны обитания, возможно, однажды она выйдет из этой зоны!

Зона постоянного проживания

Вкратце это называется CHZможно определить как область, в которой жидкая вода может существовать в течение всего времени жизни звезды в Главной последовательности. KST обнаружил много внесолнечных планет, которые действительно находятся в обитаемой зоне.

Биосигнатура - это любое вещество, такое как элемент, изотоп, молекула или явление, которое предоставляет научные доказательства прошлой или настоящей жизни. Примером может служить обнаружение как O _{2, так} и CO ₂ на планете, что обычно невозможно только с помощью геологических процессов. Это обнаружение осуществляется путем анализа спектров поглощения.

Что следует помнить

Для обнаружения экзопланет использовались такие методы, как радиальная скорость, транзит, гравитационное микролинзирование, визуализация, астрометрия и т. Д.
Radial velocity method is more biased towards detection of massive planets with larger period.
Hot massive planets are called “Hot Jupiter’s” and lower mass planets are called “Hot Super Earths”.
The number of planets in the universe exceeds the number of stars in the universe.
A Habitable zone can be defined as the zone around the star where water can exist in its liquid form.