Tragajući za ‘supernaseljivim’ planetom u Alpha Centauri

AlphaCent

Tijekom cijele 2014. godine preklapajuće putanje dviju glavnih zvijezda Alpha Centaurija onemogućavale su ih da ih promatramo. Kako su se počeli razdvajati, znanstvenici su mogli započeti pretragu našeg najbližeg zvjezdanog susjeda u potrazi za bilo kojim znakom potencijalno supernaseljivog planeta (planeta naseljivijeg od same Zemlje).

Višestruki zvjezdani sustavi, poput Alpha Centauri, dugo su bili zanemarivani u potrazi za potencijalno nastanjivim planetima. Vjerovalo se da bi formacija dviju ili više zvijezda teško ostavila dovoljno mase da se koherira u planete, te da bi ih, čak i ako bi bili stvoreni, gravitacijsko privlačenje bliske druge zvijezde izbacilo iz njihovih orbita - bilo guranjem izvan sustava ili ih vuče da padnu u jednu od zvijezda. Otkako je Kepler pokrenut, pronašli smo više binarnih zvijezda s planetima koji kruže oko njih. To znači da sada znamo da binarni ili čak tercijarni zvjezdani sustavi mogu stvarati planete, čak i ako je orbitalna mehanika složenija od konfiguracija s jednom zvijezdom.



2008. tim istraživača sa sveučilišta u Kaliforniji, države San Francisco i instituta SETI objavio je u časopisu The Astrophysical Journal studiju koja pokazuje njihove računalne simulacije stvaranja planeta oko Alpha Centauri B. Za sve moguće početne proučavane uvjete, između 1 i 4 stvoreni su planeti koji kruže oko te zvijezde, od kojih bi gotovo polovica boravila u naseljenoj zoni. Činilo se da su ove velike šanse za pronalazak planeta u Alpha Centauri dokazane 2012. godine kada je europski tim predvođen Xavierom Dumusqueom najavio otkrivanje planeta Alpha Centauri Bb. Nažalost, nismo uspjeli potvrditi postojanje Alpha Centauri Bb, jer je upravo na pragu onoga što naša oprema može otkriti.



Potvrda planeta u nastanjivoj zoni Alpha Centauri bila bi izvanredna iz dva razloga. Prvo, takav je planet potencijalno dovoljno blizu, s nešto više od četiri svjetlosne godine, da ga možemo doseći i kolonizirati ako smo koristili nuklearne rakete (NASA je predložila plan za postizanje toga, nazvan Project Longshot). Drugo, ako su predviđanja točna, trebali bismo pronaći super nastanjiv planet unutar sustava Alpha Centauri.

Pogledajmo simulacije koje predviđaju super nastanjiv planet u Alpha Centauri i razloge zbog kojih znanstvenici misle da bi ga tamo mogli pronaći.



Formiranje planeta u Alpha Centauri B

Tim sa Sveučilišta u Kaliforniji izveo je devet različitih računalnih simulacija, varirajući ih u različitim mogućim početnim uvjetima koji se očekuju za sustav Alpha Centauri. Sljedeća slika prikazuje jednu od tih simulacija - konkretno kasnu evolucijsku fazu protoplanetarnog diska koji je u početku sadržavao 600 embrija mjesečeve mase. Kao što vidite, zbog gravitacijskog privlačenja zvijezde blizanke jedine stabilne putanje su unutar 2 A.U., a nakon 50 milijuna godina, bilo koja masa veća od 2 A.U. je lansiran u visoko ekscentrične orbite i ili je migrirao prema unutra kako bi ga priraslo unutarnjim tijelima, sudario se sa središnjom zvijezdom ili je izbačen iz sustava.

Planetarna formacija

Donja slika prikazuje rezultate različitih izvedenih simulacija, prikazujući rezultirajuće planete za svako početno stanje, s protoplanetarnog diska sa samo 400 embrija mjesečeve mase, do 900 embrija.



Zvijezde3

U svim slučajevima, model predviđa stvaranje 1-4 planeta, sa 42% njih statistički vjerojatnim da će se stvoriti unutar naseljive zone.

Superhabibilni planeti

Zemlja je jedini naseljeni planet koji poznajemo, pa ga obično koristimo kao idealnu referencu u potrazi za nastanjivim egzoplanetima. To je dovelo do hipoteze o Rijetkoj Zemlji koja detaljno opisuje velik broj vjerojatnih okolnosti koje su bile potrebne da bi se život pojavio na Zemlji i zaključuje da složeni život mora biti rijedak fenomen u cijelom svemiru. Ali što ako Zemlja nije uobičajena nastanjiva planeta, na isti način na koji se pokazalo da naš Sunčev sustav nije zajednički planetarni sustav? Točnije, Sunčevom sustavu nedostaje takozvana super-Zemlja. Ove vrste planeta, 1-3 puta veće od našeg, pokazale su se uobičajenima u kozmosu.

Intrigantno pitanje 'što bi egzoplanet moglo učiniti još naseljivijim od Zemlje?' pokrenuo je u live chatu John Armstrong sa Sveučilišta Weber. Nadahnuo je više istraživanja Renéa Hellera sa Sveučilišta McMaster, katalogizirajući popis svojstava koja pomažu učiniti svijet nastanjivim i proučavajući koje vrste planeta i mjeseci više odgovaraju tim kriterijima. Ovo istraživanje opovrgava hipotezu o Rijetkoj Zemlji zaključujući da je Zemlja samo rubno nastanjiv svijet, jer joj je trebalo toliko nevjerojatnih okolnosti za nastanak života. Postoje razni procesi koji uvjete okoliša na planetu ili Mjesecu mogu učiniti životima benignijima nego što je to slučaj na Zemlji.

The naseljiva zona zvijezde je samo referentni okvir, ali ne bismo trebali ograničavati svoja pretraživanja na njega. Plimne sile i efekt staklenika mogu pretvoriti nastanjivi planet u nenastanjiv ili stvoriti nastanjiv svijet izvan tipične zone Zlatokose. Na primjer, Mars se nalazi u naseljivoj zoni Sol, unatoč činjenici da na njemu još nismo otkrili život.

Zvijezde2

Mjesec Europa dobar je primjer tijela daleko od naseljive zone koja je nastala zbog njegovih plimnih sila. Tijekom cijele studije, ovi naseljivi mjeseci izvan zone Zlatokose nazivaju se super-Europama.

Dalje, studija ispituje različite čimbenike koji utječu na evoluciju života na planetu, utvrđujući koji uvjeti nude veću vjerojatnost za razvoj života od same Zemlje. Čimbenici kao što su veličine planeta i zvijezde, kontinentalna raspodjela, dubina oceana, količina prisutne vode, tektonska aktivnost, varijabilnost površinske temperature, atmosferski sastav, magnetski štit, brzina rotacije, aksijalni nagib, ekscentričnost orbita, uzima se u obzir vrsta i količina primljenog zračenja, starost Sunčevog sustava i mogućnost panspermije unutar sustava.

Sve u svemu, istraživači su zaključili da će supernaseljivi svjetovi težiti kruženju oko narančastih patuljaka, te će biti nešto stariji i dva do tri puta masivniji od Zemlje. Ovo se savršeno podudara s Alpha Centauri B i planetima koje tamo očekuju naše simulacije - što ga čini idealnom metom za traženje supernaseljivog svijeta.

Otkrivanje planeta u Alpha Centauri B

Možda se čini čudnim da smo u mogućnosti otkriti tisuće egzoplaneta na sustavima udaljenim stotinama svjetlosnih godina, a opet ne možemo potvrditi postojanje planeta u najbližoj zvijezdi, udaljenoj samo četiri svjetlosne godine od nas.

Egzoplanete se mogu otkriti izravno ili neizravno. Do sada je izravno otkrivanje moglo pokazati samo divovske egzoplanete, nekoliko puta veće od Jupitera i koji kruže u velikoj udaljenosti od njihovih zvijezda. Morat ćemo pričekati svemirski teleskop James Webb u listopadu 2018. kako bismo mogli izravno vizualizirati manje planete bliže njihovim zvijezdama.

Neizravno otkrivanje egzoplaneta ima dvije glavne metode: otkrivanje tranzitom mase ili radijalnom brzinom. Većina potvrđenih egzoplaneta otkrivena je metodom masovnog tranzita koji otkriva smanjenje sjaja zvijezde svaki put kad orbita planeta prolazi ispred svoje zvijezde, djelomično je prekrivajući. To znači da se ovom metodom mogu otkriti samo egzoplaneti s orbitama koje ih pokreću da prolaze izravno između svoje zvijezde i nas. U slučaju Alpha Centauri, procjenjuje se da postoji samo 30% šanse da se njegovi planeti vidljivo poravnaju i otkriju masovnim tranzitom.

Zvijezde4

Nedavno istraživanje teleskopa Hubble nije otkrilo planet Alpha Centauri Bb ovom metodom - iako to ne mora nužno značiti da ne postoji, već da njegova orbita ne bi prolazila između zvijezde i nas. Umjesto toga, otkriven je još jedan tranzit za koji se čini da se odnosi na planet veličine Zemlje na udaljenijoj orbiti od Alpha Centauri Bb. Potrebno je još promatranja kako bi se potvrdilo postojanje planeta.

Napokon, tu je i otkrivanje egzoplaneta metodom radijalne brzine. Ovom se metodom želi otkriti lagano titranje zvijezde motivirano gravitacijskim povlačenjem planeta dok kruži oko zvijezde. Ponovna poteškoća leži u otkrivanju malih egzoplaneta na dalekim orbitama, jer divovski egzoplaneti i bliske orbite vrte mnogo veća gravitacijska povlačenja nad zvijezdom i stvaraju lako vidljive oscilacije.

Otkrivanje radijalne_brzine_eksoplanete

Istraživanja koja primjenjuju ovu metodu isključila su postojanje plinskih divova u Alpha Centauri. Ali nisu uspjeli dati konačne odgovore o postojanju planeta veličine Zemlje, jer je njihovo gravitacijsko privlačenje na pragu onoga što naši instrumenti mogu otkriti. Trenutno se instaliraju precizniji instrumenti, poput SPRESSO-a koji bi 2016. godine bio u funkciji na Velikom teleskopu u Čileu s točnošću od 10 centimetara u sekundi (za usporedbu, gravitacijsko privlačenje Zemlje iznad Sunca uzrokuje privlačnost od 9 centimetara u sekundi). Ovi novi instrumenti bit će 10 puta precizniji od instrumenata koji se trenutno koriste.

Brzo se približavamo otkrivanju stjenovitih planeta u Alpha Centauri. Prema riječima Debre Fisher, koja na Yaleu vodi tim koji radi na otkrivanju stjenovitih planeta u sustavu, i njezin tim i onaj koji se nalazi u Ženevi iskoristit će sljedećih nekoliko godina za razvoj inovativnih instrumenata s ciljem postizanja preciznosti od 10 centimetara u sekundi. - faktor deset dobitaka u odnosu na trenutnu preciznost. 'Ženevski tim dizajnira instrument visoke rezolucije ESPRESSO za 8-metarske teleskope u Paranalu u Čileu', rekla je. “Moj tim dizajnira EXPRES za teleskop Discovery Channel. Kao što skraćenice impliciraju, oboje težimo krajnjoj preciznosti potrebnoj za robusno otkrivanje planeta Zemljine mase koji kruže u udaljenostima od naseljivih zona. '

Jednom kad imamo tu sposobnost, tko zna što ćemo pronaći?

Copyright © Sva Prava Pridržana | 2007es.com