Ekstrasolarni planet (eksoplanet): definicija in pregled planetov izven Osončja

Ekstrasolarni planet (eksoplanet): jasna definicija in pregled planetov zunaj Osončja — od Keplerjevih odkritij do bivalnih območij in iskanja Zemlje 2.0.

Avtor: Leandro Alegsa

Ekstrasolarni planet (ali eksoplanet) je naravni planet v planetarnem sistemu zunaj našega osončja. Eksoplaneti so raznoliki po velikosti, masi, sestavi in orbiti — najdemo jih od velikih plinastih orjakov do skalnatih, Zemlji podobnih teles. Njihovo odkrivanje in študij omogočata pogled na nastanek in evolucijo planetarnih sistemov ter na možnost življenja izven Zemlje.

Koliko eksoplanetov je in ocene razširjenosti

Leta 2013 so se ocene števila zemeljskih planetov v galaksiji gibale od najmanj 17 milijard do najmanj 144 milijard. Manjše ocene so preučevale kandidate za planete, ki jih je zbral vesoljski observatorij Kepler. Med njimi je 461 planetov velikosti Zemlje, od katerih so vsaj štirje v "bivalnem območju", kjer lahko obstaja tekoča voda. Eden od teh štirih planetov, imenovan Kepler-69c, je le 1,5-krat večji od Zemlje in se nahaja okoli zvezde, podobne našemu Soncu, kar je približno toliko, kolikor je po trenutnih podatkih mogoče najti "Zemljo 2.0".

Prejšnje delo je pokazalo, da je v naši galaksiji vsaj 100 milijard planetov vseh vrst, v povprečju vsaj en planet na zvezdo. Obstajajo tudi planeti, ki krožijo okoli rjavih pritlikavk, in prosto lebdeči planeti, ki krožijo okoli galaksije neposredno, tako kot krožijo zvezde. Ni jasno, ali naj bi obe vrsti imenovali "planet".

Metode odkrivanja

  • Radialna hitrost (Dopplerjeva metoda) — meri premike zvezde zaradi gravitacijskega vpliva planeta; primerna za masivne planete blizu zvezde.
  • Transitna metoda — zazna majhno zatemnitev svetlobe zvezde, ko planet preide pred njo; Kepler je uporabljal to metodo in odkril veliko kandidatov.
  • Neposredna slika — neposredna fotografija planeta; zahtevna zaradi velikega kontrasta med zvezdo in planetom, vendar omogoča spektroskopsko analizo atmosfere.
  • Gravitacijsko lečenje (microlensing) — začasno ojačanje svetlobe oddaljene zvezde, kadar pred njo preide planetaren sistem; občutljivo na oddaljene in hladnejše planete.
  • Astrometrija — zelo natančne meritve premikov zvezd na nebu, ki razkrivajo orbite spremljevalcev.

Vrste eksoplanetov in njihove značilnosti

Eksoplaneti se pogosto razvrščajo glede na velikost in sestavo:

  • Hot Jupiters — veliki plinasti planeti zelo blizu svoje zvezde; njihova bližina povzroča visoke temperature in krajše orbitalne dobe.
  • Mini-Neptuni in super-Zemlje — prehodne kategorije med Zemljo in Neptunom; super-Zemlje so lahko skalnate ali z gosto atmosfero.
  • Skalnati planeti — Zemlji podobne velikosti in sestave; zanimivi zaradi možnosti trdne površine in habitabilnosti.
  • Circumbinarni planeti — krožijo okoli dveh zvezd (primer: Kepler-16b), kar spreminja pogoje osvetlitve in temperature.
  • Prosto lebdeči (rogue) planeti — niso vezani na zvezdo; nastanejo lahko z izmetom iz sistema ali neposredno pri nastanku v oblaku plina.
  • Planeti okoli rjavih pritlikavk — rjave pritlikavke so objekti med zvezdami in planetami in lahko nosijo lastne planetarne sisteme.

Habitabilnost in življenjski pogoji

Koncept "bivalnega območja" označuje območje okoli zvezde, kjer bi planeta površinska temperatura omogočala obstoj tekoče vode, pod predpostavko primerne atmosfere. Vendar habitabilnost ne pomeni nujno življenjske možnosti — pomembni so tudi sestava atmosfere, zaščita pred sevanjem, geološka aktivnost in prisotnost ključnih elementov (C, H, N, O, P, S).

Odkritje planetov, ki so v bivalnem območju zvezd, je obetavno, a zahteva nadaljnje študije spektroskopije njihovih atmosfer, da bi iskali sledi vode, kisika, metana ali drugih biosignatur.

Pomembnost in izzivi

Študij eksoplanetov razširja razumevanje nastanka planetov in variabilnosti planetarnih sistemov. Največji izzivi so:

  • Bias opazovanj: metode so občutljive na določene vrste planetov (npr. Kepler je bolj našel planete, ki prečkajo zvezdo), zato so ocene razširjenosti odvisne od korekcij teh pristranskosti.
  • Tehnične omejitve: potrebna je izjemna natančnost za odkrivanje manjših, Zemlji podobnih planetov v širšem prostoru.
  • Interpretacija podatkov: določanje sestave atmosfere in iskanje biosignatur sta zahtevna in pogosto dvoumna.

Sklep

Eksoplaneti so ena izmed najbolj dinamičnih in hitro rastočih področij astronomije. Od prvih odkritij do današnjih množičnih iskanj smo spoznali, da so planeti povsem običajen pojav v galaksiji. Nadaljnje misije in instrumenti (kot so naprednejši vesoljski teleskopi in natančne zemeljske opazovalnice) bodo omogočili podrobnejšo karakterizacijo teh svetov ter poglobili razumevanje njihove razširjenosti, nastanka in potencialne sposobnosti za gostitev življenja.

Odkritja eksoplanetov po letihZoom
Odkritja eksoplanetov po letih

2MASS J044144 je rjava pritlikavka s spremljevalcem, ki ima približno 5-10-krat večjo maso od Jupitra. Ni jasno, ali je ta spremljevalec subrjava pritlikavka ali planet.Zoom
2MASS J044144 je rjava pritlikavka s spremljevalcem, ki ima približno 5-10-krat večjo maso od Jupitra. Ni jasno, ali je ta spremljevalec subrjava pritlikavka ali planet.

Odkrita slika sistema Gliese 758, posneta s teleskopom Subaru v bližnji infrardeči svetlobi. Ni jasno, ali naj spremljevalce obravnavamo kot planete ali kot rjave pritlikavke.Zoom
Odkrita slika sistema Gliese 758, posneta s teleskopom Subaru v bližnji infrardeči svetlobi. Ni jasno, ali naj spremljevalce obravnavamo kot planete ali kot rjave pritlikavke.

Planet Fomalhaut b (vstavek proti Fomalhautovemu medplanetarnemu oblaku prahu), posnet s koronagrafom vesoljskega teleskopa Hubble (fotografija NASA)Zoom
Planet Fomalhaut b (vstavek proti Fomalhautovemu medplanetarnemu oblaku prahu), posnet s koronagrafom vesoljskega teleskopa Hubble (fotografija NASA)

Umetnikov vtis eksoplaneta Fomalhaut B, ki ga je neposredno opazoval teleskop HubbleZoom
Umetnikov vtis eksoplaneta Fomalhaut B, ki ga je neposredno opazoval teleskop Hubble

Zgodovina

Zgodnje domneve

V 16. stoletju je italijanski filozof Giordano Bruno, zgodnji zagovornik kopernikanske teorije, po kateri Zemlja in drugi planeti krožijo okoli Sonca, predstavil stališče, da so stalne zvezde podobne Soncu in jih prav tako spremljajo planeti. Sveta inkvizicija je Bruna sežgala na grmadi.

V osemnajstem stoletju je isto možnost omenil Isaac Newton v svojem delu Principia. V primerjavi s Sončevimi planeti je zapisal: "In če so stalne zvezde središča podobnih sistemov, bodo vsi zgrajeni po podobnem načrtu in podrejeni vladavini enega."

Potrjena odkritja

Prvo objavljeno in potrjeno odkritje je bilo objavljeno leta 1988. Dokončno je bilo potrjeno leta 1992.

V začetku leta 1992 so radioastronomi objavili odkritje planetov okoli drugega pulzarja. Ti planeti pri pulzarju naj bi nastali iz nenavadnih ostankov supernove, iz katere je nastal pulzar, in sicer v drugem krogu nastajanja planetov. V nasprotnem primeru gre morda za preostala kamnita jedra plinskih velikanov, ki so preživeli supernovo in nato razpadli na svoje sedanje orbite.

6. oktobra 1995 sta Michel Mayor in Didier Queloz z Univerze v Ženevi objavila prvo dokončno odkritje eksoplaneta, ki kroži okoli navadne zvezde glavnega zaporedja (51 Pegasi). S tem odkritjem, ki so ga opravili na Observatoire de Haute-Provence, se je začelo sodobno obdobje odkrivanja eksoplanet. Tehnološki napredek, predvsem na področju spektroskopije visoke ločljivosti, je omogočil hitro odkrivanje številnih novih eksoplanetov. Ta napredek je astronomom omogočil posredno odkrivanje eksoplanetov z merjenjem njihovega gravitacijskega vpliva na gibanje matičnih zvezd. Dodatne ekstrasolarne planete so sčasoma odkrili z opazovanjem okultacij, ko zvezda postane temnejša, ko pred njo kroži planet.

Maja 2016 je NASA objavila odkritje 1.284 eksoplanetov, s čimer se je skupno število eksoplanetov povzpelo na več kot 3.000.

Vrste

Ekstrasolarni planeti so lahko različnih oblik.

  • Lahko so plinski orjaki ali kamniti planeti.
    • Morda so to pritlikavi planeti, tj. planeti, ki so manjši in manj gosti od običajnih planetov.
  • Obkrožajo lahko več različnih vrst zvezd.
  • V njih lahko obstaja življenje. Na enem od nedavno odkritih eksoplanetov, Gliese 581g, naj bi bilo mogoče življenje, vendar obstoj tega planeta še ni potrjen.

 

Najbližji

Najbližja zvezda s planeti je Alfa Centauri. Od nje je oddaljena 4,3 svetlobnega leta. S standardnimi raketami bi do tja potrebovali več deset tisoč let. Najbližja zvezda, podobna našemu Soncu, je Tau Ceti. Ima pet planetov, od katerih je eden v bivalnem območju, kjer je lahko tekoča voda.

Najbolj podobni Zemlji

Nekateri zunajsončni planeti so lahko podobni Zemlji. To pomeni, da imajo zelo podobne pogoje kot Zemlja. Planeti so razvrščeni po formuli, imenovani indeks podobnosti Zemlji ali krajše ESI. Indeks ESI se giblje od ena (najbolj podoben Zemlji) do nič (najmanj podoben Zemlji). Da bi bil planet primeren za življenje, mora imeti indeks ESI vsaj 0,8. Za primerjavo so na ta seznam vključeni štirje sončni zemeljski planeti.

Ime

ESI

SFV

HZD

COM

BANKOMAT

Vrsta planeta

Zvezdica

Obstojnost

Razdalja (ly)

Status

Leto odkritja

Ref

Zemlja

1.00

0.72

-0.50

-0.31

-0.52

topli teran

G

mezoplaneta

0

Ne-eksoplaneta, naseljena

prazgodovinski

Kepler-438b

0.88

0.88

-0.93

-0.14

-0.73

topli teran

M

mezoplaneta

472.9

potrjeno

2015

Kepler-1410b

0.88

0.63

-0.88

-0.16

-0.06

topel superterran

K

mezoplaneta

1213.4

potrjeno

2011

Gliese 667 Cc

0.84

0.64

-0.62

-0.15

+0.21

topli teran

M

mezoplaneta

23.6

potrjeno

2011

Kepler-442b

0.83

0.98

-0.72

-0.15

+0.28

topel superterran

K

mezoplaneta

1291.6

potrjeno

2015

Kepler-62e

0.83

0.96

-0.70

-0.15

+0.28

topel superterran

K

mezoplaneta

1199.7

potrjeno

2013

Kepler-452b

0.83

0.93

-0.61

-0.15

-0.30

topel superterran

G

mezoplaneta

1402.5

potrjeno

2015

Gliese 832 c

0.81

0.96

-0.72

-0.15

+0.43

topel superterran

M

mezoplaneta

16.1

potrjeno

2014

Kepler-283c

0.79

0.85

-0.58

-0.14

+0.69

topel superterran

K

mezoplaneta

1496.8

potrjeno

2011

Kepler-436b

0.79

0.33

-0.87

-0.14

+0.47

topel superterran

M

mezoplaneta

1339.4

potrjeno

2015

Kepler-1229b

0.79

0.00

-0.40

-0.15

+0.44

topel superterran

M

mezoplaneta

769.7

potrjeno

2016

Tau Ceti e

0.78

0.00

-0.92

-0.15

+0.16

topel superterran

G

mezoplaneta

11.9

nepotrjeno

2012

Kepler-296f

0.78

0.15

-0.90

-0.14

+0.53

topel superterran

M

mezoplaneta

1089.6

potrjeno

2011

Gliese 180 c

0.77

0.42

-0.53

-0.14

+0.64

topel superterran

M

mezoplaneta

39.5

nepotrjeno

2014

Gliese 667 Cf

0.77

0.00

-0.22

-0.16

+0.08

topli teran

M

psihoplaneta

23.6

dvomljiva

2013

Gliese 581 g

0.76

1,00 (dvomljivo)

-0.70

-0.15

+0.28

topel superterran

M

mezoplaneta

20.2

dvomljiva

2010

Gliese 163 c

0.75

0.02

-0.96

-0.14

+0.58

topel superterran

M

mezoplaneta

48.9

potrjeno

2012

Gliese 180 b

0.75

0.41

-0.88

-0.14

+0.74

topel superterran

M

mezoplaneta

39.5

nepotrjeno

2014

HD 40307 g

0.74

0.04

-0.23

-0.14

+0.77

topel superterran

K

psihoplaneta

41.7

potrjeno

2012

Kepler-61b

0.73

0.27

-0.88

-0.13

+1.24

topel superterran

M

mezoplaneta

1062.8

potrjeno

2013

Kepler-443b

0.73

0.91

-0.49

-0.13

+1.44

topel superterran

K

mezoplaneta

2564.4

potrjeno

2015

Gliese 422 b

0.71

0.17

-0.41

-0.13

+1.11

topel megaterran

M

mezoplaneta

41.3

nepotrjeno

2014

Kepler-22b

0.71

0.53

-0.64

-0.12

+1.79

topel superterran

G

mezoplaneta

619.4

potrjeno

2011

Kepler-440b

0.70

0.00

+0.01

-0.15

+0.38

topel superterran

K

psihoplaneta

706.5

potrjeno

2015

Kepler-298d

0.68

0.00

-0.86

-0.11

+2.11

topel superterran

K

mezoplaneta

1545

potrjeno

2012

Kepler-439b

0.68

0.00

-0.99

-0.13

+1.18

topel superterran

G

termoplaneta

1914.8

potrjeno

2015

Kapteyn b

0.67

0.00

+0.08

-0.15

+0.57

topel superterran

M

psihoplaneta

12.7

nepotrjeno

2014

Kepler-62f

0.67

0.05

+0.45

-0.16

+0.19

topel superterran

K

psihoplaneta

1199.7

potrjeno

2013

Kepler-186f

0.64

0.00

+0.48

-0.17

-0.26

topli teran

M

psihoplaneta

492

potrjeno

2014

Kepler-174d

0.61

0.00

+0.32

-0.13

+1.77

topel superterran

K

psihoplaneta

878.3

potrjeno

2011

Gliese 667 Ce

0.60

0.00

+0.51

-0.16

+0.23

topli teran

M

psihoplaneta

23.6

dvomljiva

2013

Gliese 682 c

0.59

0.00

+0.22

-0.14

+1.19

topel superterran

M

psihoplaneta

16.6

nepotrjeno

2014

Gliese 581 d

0.53

0.00

+0.78

-0.14

+0.94

topel superterran

M

hipopsihoplaneta

20.2

nepotrjeno

2007

~Venus

0.78

0.00

-0.93

-0.28

-0.70

topli teran

G

hipertermoplaneta

blizu ničle

ne-eksplanete

prazgodovinski

~Mars

0.64

0.00

+0.33

-0.13

-1.12

toplo podtalje

G

hipopsihoplaneta

blizu ničle

ne-eksplanete

prazgodovinski

~Merkur

0.39

0.00

-1.46

-0.52

-1.37

vroče živosrebrno

G

nestanovanjski

blizu ničle

ne-eksplanete

prazgodovinski

Sorodne strani

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je zunajsolarni planet?


O: Ekstrasolarni planet, znan tudi kot eksoplanet, je naravni planet v planetarnem sistemu zunaj našega osončja.

V: Kaj je eksomon?


O: Eksomon je naravni satelit, ki kroži okoli eksoplaneta.

V: Koliko zemeljskih planetov naj bi obstajalo v naši galaksiji?


O: Ocene števila zemeljskih planetov v galaksiji se gibljejo od najmanj 17 milijard do najmanj 144 milijard.

V: Koliko planetov velikosti Zemlje je odkril vesoljski observatorij Kepler?


O: Vesoljski observatorij Kepler je našel 461 planetov velikosti Zemlje.

V: Ali obstaja "Zemlja 2.0"?


O: Eden od štirih planetov velikosti Zemlje, ki jih je odkril Kepler, imenovan Kepler-69c, je tako blizu Zemlji 2.0, kot jo omogočajo trenutni podatki. Je 1,5-krat večji od Zemlje in kroži okoli zvezde, podobne našemu Soncu.

V: Ali so vsi zunajosončni planeti podobni tistim v našem osončju?



O: Ne, večina zunajsončnih planetov se precej razlikuje od tistih v našem Osončju; nekateri se na primer imenujejo "vroči Jupitri".


Iskati
AlegsaOnline.com - 2020 / 2025 - License CC3