Mitä eksoplaneetat ovat?

Eksoplaneetta on planeetta, joka kiertää tähteä aurinkokuntamme ulkopuolella. Aurinkokuntamme planeetat kiertävät aurinkoa. NASAn tilastollisten arvioiden mukaan jokaisella galaksimme tähdellä pitäisi olla vähintään yksi planeetta sitä kiertävänä.

Tämä tarkoittaa, että Linnunradan galaksissa on noin biljoona eksoplaneettoa. NASAn tutkijat ja muut tähtitieteilijät etsivät Maan kokoisia eksoplaneettoja, jotka kiertävät tähtiä, jotka ovat samanlaisia ​​kuin aurinkomme. On mahdollista, että monet Linnunradan eksoplaneetat voivat olla sopivia elämän olemassaoloon.

Asuttava vyöhyke

Asuttavalla alueella tai 'sweet spot' -alueella olevat planeetat ovat kiertoradalla hyvin tietyllä etäisyydellä tähdistään. Asuttava vyöhyke on planeetan ja tähden välinen etäisyysalue, joka mahdollistaa elämän olemassaolon. Asuttavalla vyöhykkeellä olevilla eksoplaneetoilla on sopiva ilmasto, jotta vesi voi olla nesteenä ja muodostaa valtameriä. Laskelmat tietyn eksoplaneetan asumiskelpoisen vyöhykkeen määrittämiseksi perustuvat eksoplaneetan etäisyyteen sen tähdestä. Myös muut tekijät, kuten eksoplaneetan ilmakehä ja kasvihuoneilmiö, otetaan huomioon.

Eksoplaneettojen löytäminen

Eksoplaneettoja on vaikea havaita kaukoputkella. Tähden häikäisy peittää näkymän kiertävistä planeetoista. Tähtitieteilijät etsivät eksoplaneettoja epäsuorasti tarkkailemalla vaikutuksia niiden tähtiin. Yksi yleinen epäsuora tunnistusmenetelmä on Doppler-spektroskopia. Tämä menetelmä tunnetaan myös nimellä säteittäinen nopeus tai huojuntamenetelmä. Tähdellä, jolla on kiertäviä planeettoja, ei ole täydellistä kiertorataa, koska planeetat vetäytyvät tähteen. Tähden kiertorata on poissa keskustasta ja saa tähden näyttämään huojuvalta.

Heilutusmenetelmä

Yksi ensimmäisistä huojuntamenetelmällä löydetyistä eksoplaneetoista löydettiin vuonna 1995. Se on suuri, kuuma planeetta, joka on noin puolet Jupiterin koosta ja jolla on erittäin nopea 4 päivän kiertorata. Eksoplaneetan nopean kiertoradan ja valtavan koon yhdistelmä kohdistaa tähteen tarpeeksi voimaa tehdäkseen tähden heiluvasta ulkonäöstä hyvin ilmeisen. Vaappumismenetelmä mittaa muutoksia tähden säteittäisnopeudessa, jotta voidaan arvioida kiertävän planeetan koko.

puoli

Vuonna 1995 löydetty eksoplaneetta on nimeltään 51 Pegasi b, mutta nykyään se tunnetaan nimellä Dimidium. Se on 50 valovuoden päässä Maasta Pegasuksen tähdistössä. Dimidiumin löytö oli läpimurto tähtitieteilijöille, koska se oli ensimmäinen eksoplaneetta, joka löydettiin Aurinkomme kaltaista tähteä, 51 Pegasi, kiertävän. Dimidium on prototyyppi planeetoille, jotka on merkitty 'kuumille Jupitereiksi'.

Kepler-avaruusteleskooppi

NASA laukaisi Kepler-avaruusteleskoopin vuonna 2009 avaruusobservatoriona etsimään eksoplaneettoja aurinkokuntamme ulkopuolelta. Pääpaino oli Maan kaltaisten eksoplaneettojen löytämisessä. Kepler-avaruusteleskooppi oli toiminnassa yhdeksän vuotta ja löysi 2 682 vahvistettua eksoplaneettaa. Tutkijat työskentelevät edelleen vahvistaakseen vielä 2 900 mahdollista Keplerin löytämää planeettaa.

Kuljetusmenetelmä

Kepler havaitsi eksoplaneetat kauttakulkumenetelmällä. Tähdet näyttävät 'himmentyvän', kun kiertävä planeetta kulkee tähden ja Maan välissä. Jokaista planeetan kulkua tähden ja maan välillä kutsutaan kauttakulkuksi. Transit-menetelmä havaitsee eksoplaneetat mittaamalla himmennysvaikutusta. Kiertävän planeetan olemassaoloa epäillään, kun himmenemistä tapahtuu säännöllisin väliajoin.

Spitzer-avaruusteleskooppi

NASAn Spitzer-teleskooppi on infrapuna-avaruusteleskooppi, joka laukaistiin vuonna 2003. Spitzer-teleskoopin havainnot aloittivat valtavan edistysaskeleen planeettatieteessä. Spitzer voi havaita valoa aurinkokuntamme ulkopuolisilla planeetoilla. Se on ensimmäinen instrumentti, joka pystyy suoraan tarkkailemaan eksoplaneettoja epäsuorien huojunta- tai kulkumenetelmien sijaan. Suora havainnointi antaa tutkijoille mahdollisuuden tutkia ja vertailla eksoplaneettoja. Infrapunaobservatorio auttaa myös tutkijoita määrittämään lämpötilan, tuulet ja ilmakehän koostumuksen kaukaisilla eksoplaneetoilla.

Suora kuvantaminen

Suurin osa eksoplaneetoista on löydetty epäsuoran kuvantamisen avulla, mutta suhteellisen viimeaikaiset suorat kuvantamismenetelmät ovat monin tavoin parempia. Väärät positiiviset ovat harvinaisia ​​suorilla kuvantamismenetelmillä, kun taas siirtomenetelmällä vääriä positiivisia on noin 40 %. Säteittäisen nopeuden eli wobble-menetelmällä havaitut eksoplaneetat vaativat tähtitieteilijiltä laajaa seurantaa planeetan olemassaolon vahvistamiseksi. Suora kuvantaminen tarjoaa myös tietoa, jota tutkijat käyttävät arvioidakseen monenlaisia ​​planeettojen olosuhteita.

WASP-12b:n hajottaminen

Eksoplaneetta WASP-12b löydettiin SuperWASP-planeettojen kauttakulkututkimuksessa vuonna 2008. Se on tärkeä löytö, koska sen isäntätähti kuluttaa WASP-12b:tä. Tähtitieteilijät seuraavat prosessia saadakseen lisätietoja planeettojen muodostumisesta ja hajoamisesta. Planeetan tuhoaminen sen isäntätähden toimesta on itse asiassa hyvin hidas prosessi. Tähtitieteilijät arvioivat, että WASP-12b:n täydelliseen hajoamiseen kuluu vielä noin 10 miljoonaa vuotta.

Gliese 436 b on valtava eksoplaneetta Leijonan tähdistössä. Se tarjoaa myös tähtitieteilijöille ja muille tiedemiehille uutta tietoa. Gliese 43 b on melkein yhtä suuri kuin Neptunus, ja se on palavan jään peitossa. Gliese 43 b:n äärimmäinen paine ja yli 570°F lämpötilat luovat ainutlaatuisen ympäristön, joka pitää veden kiinteässä muodossa, kun se pitäisi höyrystää.

Asuttavat eksoplaneetat

Tällä hetkellä tunnetaan 16 eksoplaneettaa, joilla on suuri todennäköisyys elää. Toisella 33 eksoplaneetalla saattaa olla elämän edellytykset, mutta tutkijat arvioivat niitä edelleen. Eksoplaneettoja HD 85512 b, Kepler-69c ja Tau Ceti f pidettiin asumiskelpoisina aikoinaan, mutta päivitetyt asumisvyöhykemallit ja uudet havainnot ovat osoittaneet, että ne eivät voi ylläpitää elämää. HD 85512 b ja Tau Ceti f ovat itse asiassa vastaavien asumisvyöhykkeidensä ulkopuolella, ja Kepler-69c:n ilmapiiri ja maisema ovat Venuksen kaltaisia.