จักรวาลวิทยา - คุณสมบัติของดาวเคราะห์นอกระบบ
ภาพแรกโดยตรงของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะในปี 2547 เป็นดาวเคราะห์ที่มีมวลมาก 3-10 Mjupiter โคจรรอบดาวแคระน้ำตาล (2M1207) โดยมีมวล 25 Mjupiter. มีการใช้เทคนิคต่างๆเช่น Radial velocity, Transit, Gravitational microlensing, Imaging, Astrometry ฯลฯ ในการตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบ จำนวนการตรวจพบเพิ่มขึ้นทุกปี
จนถึงประมาณปี 2010 วิธีความเร็วเรเดียลถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวาง แต่ปัจจุบันการตรวจจับส่วนใหญ่ทำโดยวิธีขนส่ง มีจำนวนการตรวจจับที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในปี 2014 ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่Kepler Space Telescope (KST) เริ่มให้ผลลัพธ์
การแจกแจงคาบมวลแสดงให้เห็นว่าวิธีความเร็วเรเดียลมีความเอนเอียงมากขึ้นต่อการตรวจจับดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่มีคาบเวลามากขึ้นในขณะที่การใช้วิธีการขนส่งจะตรวจพบดาวเคราะห์ที่มีคาบเวลาต่ำกว่าเท่านั้นดังที่แสดงในภาพต่อไปนี้ (มารยาท: NASA Exoplanet Archive) .
มีจำนวนการตรวจจับดาวเคราะห์ขนาดเล็กที่เพิ่มขึ้นอย่างมากนับตั้งแต่การถือกำเนิดของ KST สิ่งนี้เห็นได้ชัดจากรูปที่ระบุด้านล่าง ดาวเคราะห์ที่ตรวจพบโดย KST แบ่งออกเป็นสองกลุ่ม ได้แก่ ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่ร้อนเรียกว่า "ดาวพฤหัสบดีร้อน" และดาวเคราะห์ที่มีมวลต่ำกว่าเรียกว่า "ซูเปอร์เอิร์ ธ ร้อน" (เนื่องจากมีมวลมากกว่าโลก)
เมื่อเราพล็อตจำนวนของดาวเคราะห์นอกระบบที่ตรวจพบเทียบกับระยะทางเราพบว่าดาวเคราะห์เหล่านี้ส่วนใหญ่อยู่ในระยะ 2kpc ซึ่งอยู่ในกาแลคซีของเราได้ดี บางทีดาวเคราะห์อาจไม่ใช่เรื่องแปลกในจักรวาลเนื่องจากการตรวจจับของเราถูก จำกัด ไว้เฉพาะดาวเคราะห์บางประเภทในส่วนเล็ก ๆ ของจักรวาล
ดาวเคราะห์ก่อตัวจาก circumstellar disc หรือ proto planetary disc. หากดาวเคราะห์ถูกก่อตัวเป็นผลพลอยได้ในระหว่างการสร้างดาวอาจจะมีจำนวนดาวเคราะห์ในจักรวาลมากกว่าจำนวนดาวในจักรวาล !!
โซนที่อยู่อาศัย
Habitable Zone สามารถกำหนดได้ว่าเป็นโซนรอบ ๆ ดาวที่ซึ่งน้ำสามารถมีอยู่ในรูปของเหลวได้ พิจารณาดาวเคราะห์ที่ระยะห่าง $ a_p $ จากดาวดังแสดงในรูปต่อไปนี้ วิธีง่ายๆในการคำนวณอุณหภูมิของดาวเคราะห์มีดังนี้
$$ \ left (\ frac {L_ \ ast} {4 \ pi a ^ 2_p} \ right) \ pi R ^ 2_p (1 - A) = 4 \ pi R ^ 2_p \ sigma T ^ 4_p $$
และ
$$ \ frac {L_ \ ast} {4 \ pi R ^ 2_ \ ast} = \ sigma T ^ 4_ \ ast $$
$$ \ ดังนั้น T_p = (1 - A) T_ \ ast \ sqrt {\ frac {R_ \ ast} {2a_p}} $$
ในกรณีของเราการแทนที่
Lsun = 3.83 x 1026
ap = 1.5 ∗ 1011 and
A = 0.3
จะให้ $ T_ {Earth} = 255K $ การคำนวณจริงมีส่วนเกี่ยวข้องมากซึ่งรวมถึงฟิสิกส์เมฆ โซนที่อยู่อาศัยในระบบสุริยะของเราอยู่ระหว่าง 0.9 AU ถึง 1.7 AU
พบว่าความส่องสว่างของดวงอาทิตย์จะเพิ่มขึ้นตามเวลาเนื่องจากความดันก๊าซที่ลดลง มีความสว่างน้อยลง 30% เมื่อเริ่มเผาไหม้ไฮโดรเจน ซึ่งจะส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนโซนที่อยู่อาศัยให้ห่างจากดวงอาทิตย์ เนื่องจากโลกอยู่ใกล้ขอบด้านในของโซน Habitable บางทีวันหนึ่งมันอาจจะย้ายออกจากโซน!
โซนที่อยู่อาศัยอย่างต่อเนื่อง
ในระยะสั้นเรียกว่า CHZสามารถกำหนดเป็นพื้นที่ที่น้ำเหลวสามารถดำรงอยู่ได้ตลอดอายุการใช้งาน Main Sequence ทั้งหมดของดาว KST ตรวจพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะจำนวนมากซึ่งอยู่ในเขตที่อยู่อาศัยได้
ลายเซ็นชีวภาพคือสารใด ๆ เช่นองค์ประกอบไอโซโทปโมเลกุลหรือปรากฏการณ์ที่แสดงหลักฐานทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับชีวิตในอดีตหรือปัจจุบัน ตัวอย่างคือการตรวจจับทั้ง O 2และ CO 2บนโลกซึ่งโดยปกติไม่สามารถทำได้ผ่านกระบวนการทางธรณีวิทยาเพียงอย่างเดียว การตรวจจับนี้ทำได้โดยการวิเคราะห์สเปกตรัมการดูดกลืน
สิ่งที่ต้องจำ
มีการใช้เทคนิคต่างๆเช่น Radial velocity, Transit, Gravitational microlensing, Imaging, Astrometry ฯลฯ ในการตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบ
วิธีความเร็วเรเดียลมีความเอนเอียงมากขึ้นต่อการตรวจจับดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่มีคาบเวลามากขึ้น
ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ร้อนเรียกว่า "ดาวพฤหัสบดีร้อน" และดาวเคราะห์ที่มีมวลต่ำกว่าเรียกว่า "ซูเปอร์เอิร์ ธ ร้อน"
จำนวนดาวเคราะห์ในจักรวาลมีมากกว่าจำนวนดาวในจักรวาล
โซนที่อยู่อาศัยสามารถกำหนดได้ว่าเป็นโซนรอบดาวที่ซึ่งน้ำสามารถมีอยู่ในรูปของเหลวได้