Bay nesans nan mond - ègzoplanèt

Lè teleskòp espas Kepler la te fini misyon li, ki te kòmanse nan mwa mas 2013, nan mwa oktòb 2009 akòz echèk, syantis yo byen fò eksprime satisfaksyon yo ak reyalizasyon li yo. Sepandan, li te tounen soti ke avanti nan planèt-lachas pa te fini la. Se pa sèlman paske Kepler ap retransmèt ankò, men akoz anpil nouvo fason pou detekte yo.

Teleskòp la, fè wonn nan yon òbit elyosantrik, se sa ki, vire toutotou Solèy la tankou Latè a, te oblije eksplore klète 150 1. Solèy-tankou zetwal franj konstelasyon Cygnus ak Lute (XNUMX). Pandan plizyè ane, li toujou voye siyal sou dekouvèt ki vin apre yo. ezoplanèt.

Pami premye yo te Kepler-4b, 5b, 6b, 7b ak 8b. Chak nan yo vire toutotou zetwal li nan yon ti distans de li (ane a sou planèt sa yo se sèlman kèk jou). Yo tout gwo - apeprè kat fwa gwosè Latè (Kepler-4b gen yon reyon 1,5 Jipitè). Premye dekouvèt yo konfime sipozisyon anvan yo sou kominote planèt yo nan espas.

Sepandan, sa yo te objè sou latè, kidonk pa te gen okenn sansasyon. Nan mwa septanm 2011, chèchè nan SETI Institute nan Kalifòni, analize done ki soti nan Kepler, dekouvri sistèm nan Kepler-16 (200 ane limyè soti nan Latè).

Li konsiste de de zetwal - yon tinen wouj ki gen yon mas 0,2 mas Solèy nou an ak yon tinen zoranj (ak yon mas 0,62 mas Solèy nou an), alantou ki yon jeyan ki kalite Jipitè vire.

1. Zòn rechèch ègzoplanèt nan moman sa a

Se te premye sistèm etwal binè ak yon planèt dekouvri pa sa yo rele transpò. Li bay manti nan lefèt ke lè planèt satelit yon etwal deplase devan disk li, li lakòz gradyasyon peryodik li (pran yon pati nan radyasyon li). Analize entansite ak dire fenomèn sa a, ou ka kalkile reyon planèt la ak peryòd aplikasyon li.

An Desanm 2011, nouvèl te vin konnen ke Kepler te dekouvri de planèt, youn gwosè Latè ak yon lòt ki pi piti nan sistèm Kepler-20 ki sitiye nan Lut, 950 ane limyè lwen, ak senk planèt, nan ki Kepler-20e se pi piti soti. Venis, reyon Kepler-20f prèske egal ak reyon Latè. Malerezman, pa youn nan planèt sa yo kouche nan zòn sa yo rele abitab, se sa ki, rejyon an alantou zetwal yo (pa twò pre yo), apwopriye pou lavi, kote dlo likid ka egziste.

Zòn sa a souvan refere li kòm "Zòn Goldilocks la", refere li a motif yo nan istwa fe yon timoun popilè. Li se "jis bon pou lavi". Sepandan, Kepler-20e ak 20f yo pa nan e-zòn sa a, twò pre zetwal yo, ak tanperati sifas yo se 500-760 ° C. Kòm ou ka wè, tansyon an t ap monte, men nou te toujou devan pi gwo spektak cosmic ke teleskòp la te ban nou an.

Apre de premye ane travay li yo, chèchè yo te rekonèt ke byenke Kepler te dekouvri nouvo planèt yo, yo te pi souvan kò plizyè fwa gwosè Latè a epi anjeneral yo òbit trè pre zetwal paran yo. An 2013, Kepler finalman te jwenn sa ki te fè kè lòt moun k ap chèche Latè bat pi vit.

Nan sistèm Kepler-62, ki gen ladann yon tinen zoranj (70 pousan nan mas Solèy nou an) ak senk planèt, de - Kepler-62e ak Kepler-62f - se sèlman yon ti kras pi masiv pase Latè epi yo kouche nan zòn abitab la. . 62f gen yon reyon 1,4 reyon Latè, li se yon planèt wòch epi li vire orbit etwal li nan 267 jou. Yon ane de sa, nan vire, imajinasyon sou aparans nan planèt Kepler-186f nan konstelasyon Cygnus, pwochen an sou lis la nan "dezyèm Latè", klere atravè medya mondyal la.

Li dwe t'ap nonmen non li nan gwosè li - ki sanble anpil ak Latè - ak nan sa ki nan zòn nan lavi. Kepler-186f se youn nan senk planèt gwosè Latè nan yon sistèm zetwal prèske 500 ane limyè de Solèy la. Men, sèlman li kouche nan yon zòn rezidansyèl. Rès yo twò pre zetwal la.

Benefis transpò piblik

Premye planèt ekstrasolè a te dekouvri nan kòmansman ane 90 yo. Ekip pyonye a te gen ladann astwonòm radyo Polonè Alexander Wolszan. Li vire toutotou yon pulsar, se sa ki, yon etwal netwon ki emèt batman radyasyon ak regilarite etranj. Lè yon pulsar gen yon konpayon planetè, regilarite batman kè yo deranje. Pa gen anpil pulsar nan espas, kidonk li difisil pou konsidere yo kòm baz pou rechèch la. ezoplanèt.

2. Metòd pou detekte ègzoplanèt an tèm istorik.

Se poutèt sa, lòt metòd yo te devlope, tankou espektroskopi Doppler, ki etidye vitès radial zetwal yo. Vitès sa a varye lè zetwal la gen yon konpayon nan òbit (nan ka sa a, yon planèt) ki afekte li anba enfliyans gravite.

Lè sa a, zetwal la deplase yon ti kras lwen obsèvatè a epi li pwoche bò kote l. Lè li deplase ale, vitès la pozitif (liy espèk zetwal la deplase nan direksyon pou longèdonn ki pi long).

Ak vis vèrsa lè zetwal la apwoche. Jiska kounye a, etid vitès radial yo te itilize pi souvan nan obsèvasyon sou Latè.

Planèt terès minè yo pa gen anpil chans pou yo jwenn fason sa a. Se poutèt sa, chasè etranje yo pi souvan itilize metòd sa a ki rele transpò piblik. Obsèvatwa espas Kepler la baze sou baz li.

Teleskòp la ekipe fotomèt 95 cm (yon kalite teleskòp), ak yon matris ki gen karant-kat sikui CCD trè sansib, sa vle di, yo itilize nan kamera dijital modèn. Rezolisyon total teleskòp Kepler la se 95 megapiksèl. Gen lòt metòd pou chèche planèt etranje - teknik microlensing gravitasyonèl, astwometri ak obsèvasyon dirèk, men kounye a metòd transpò a dominan. Apeprè 95 pousan yo detekte gras a li ezoplanèt . (2)

Gwosè se pa sèl bagay ki enpòtan

Yo estime ke 17 pousan nan zetwal yo nan galaksi nou an gen yon planèt oswa planèt terès yo, i.e. ak yon mas ki konparab ak mas Latè (3). Malgre ke pifò nan yo swiv òbit etwat ki sanble ak sa yo nan Mèki, yo vire toutotou zetwal diferan, kèk nan yo ki pi piti anpil pase Solèy la. Dapre syantis yo, apeprè mwatye nan tout zetwal nan Galaksi a vire tou pre planèt ki gen diferan gwosè, ki vle di yo konparab ak Latè ak pi gwo.

Li sanble ke omwen de tyè nan zetwal yo nan Voie Lakte a gen planèt. Aktyèlman kantite yo estime a apeprè 400 milya dola. Si nou sipoze ke planèt yo pa egziste nòmalman an izolasyon, estimasyon nou yo vire nan dè santèn de milya de planèt. Genyen omwen 17 milya planèt ki menm gwosè ak Latè nan galaksi nou an.

Nimewo a te anonse nan 2013 pa syantis nan Sant Astrophysical nan Inivèsite Harvard, ki baze prensipalman sou obsèvasyon ki te fèt ak teleskòp espasyèl Kepler. Natirèlman, done sa yo pa ta dwe vle di ke chak nan plizyè milya planèt sa yo gen kondisyon favorab pou lavi. Yon gwosè pa ase. Li enpòtan tou pou w deplase lwen etwal kote planèt la vire (4).

Nan mwa novanm 2013, Ames Research Center nan Kalifòni te òganize yon konferans syans—enstalasyon NASA ki jere misyon Kepler la—pou rezime pwogrè syantifik ki te soti nan travay teleskòp la. Dapre syantis yo ki te pale la, chak senkyèm etwal ki konparab ak Solèy la (ki se, nen jòn) "ta dwe" gen omwen yon planèt terès (ki se, ki gen gwosè konparab, mas ak tanperati). Li te kapab fèt sou li epi siviv nan lavi jan nou konnen li sou Latè.

Sepandan, li dwe rekonèt ke pou pati ki pi egzoplanety trè varye. Yo vini nan diferan gwosè ak konpozisyon. Kèk nan yo pa anfòm tout sa nou konnen sou planèt yo nan obsèvasyon sistèm solè nou an. Gen kèk ki pi nwa pase chabon, lòt moun benyen nan yon lanmè nan lav, lòt moun nwaye nan oseyan yo oswa fwèt ak lapli dyaman.

4. Zòn lavi nan sistèm planetè yo depann de tanperati zetwal la

K2 oswa reyenkanasyon

Kepler Premye wou reyaksyon teleskòp Kepler te sispann travay an Jiyè 2012. Te gen twa plis ki te pèmèt sond la navige nan espas. Li te sanble ke Kepler ta kapab kontinye obsève jiska 2016. Malerezman, nan mwa me 2013, dezyèm wou a echwe. Yo te fè tantativ pou itilize propulseur korektif pou pozisyon obsèvatwa a, men gaz la byen vit fini.

Nan mitan mwa oktòb 2013, NASA te anonse ke Kepler pa t ap chèche planèt ankò. E toujou depi Me 2014, yon nouvo misyon te fèt pa yon chasè eksoplanèt eksepsyonèl, ke NASA refere yo kòm K2. (5). Sa a te fè posib grasa itilizasyon teknik yon ti kras mwens tradisyonèl yo. Depi teleskòp la pa ta ka opere ak de wou reyaksyon k ap travay (ou bezwen twa), syantis NASA deside sèvi ak presyon radyasyon solè kòm yon "wou reyaksyon vityèl".

Metòd sa a te pwouve siksè nan kontwole teleskòp la. Nan kad misyon K2 a, yo te deja fè obsèvasyon sou dè dizèn de milye zetwal yo. Nan mwa desanm 2014, yo te rapòte ke nan sistèm zetwal KOI-3158, ki sitiye 117 ane limyè soti nan Latè, pa gen sèlman senk sa yo rele planèt tankou Latè, men yo tou de. egzoplanety pi ansyen an te jwenn.

Dekouvèt la te fè pa yon ekip astwonòm ak astwofizisyen ki te dirije pa Thiago Campante nan University of Birmingham, ki ap analize obsèvasyon nan K2. Sistèm zetwal KOI-3158 la, ki aktyèlman fè pati yon sistèm etwal trip ak de nen M, estime li gen plis pase 11 milya ane. Sepandan, sistèm planetè nan konstelasyon Lyra la pa tankou nou an paske tout senk planèt yo òbit yon etwal ki pi pre pase Mèki nan mwens pase dis jou.

K2 pote nouvo dekouvèt prèske chak mwa, paske nan kòmansman ane 2015 nou te aprann sou egzistans lan nan sistèm planetè EPIC 201367065, nan ki twa ti ègzoplanèt nan kalite "super-Latè" yo te dekouvri. Nan total, nan premye mwa yo nan 2015, sèz ezoplanèt, kenz nan yo te ak K2.

Pifò nan enstalasyon sa yo relativman piti. Lis aktyèl Ansiklopedi Planèt Ekstrasolè yo (Mas 2015) gen ladann 1906 egzoplanèt konfime. Lòt lis yo diferan yon ti kras nan valè, men okenn nan yo pa te depase 2000 planèt ekstrasolè ankò.

5. Vizyalizasyon zòn rechèch nan misyon K2 - teleskòp Kepler la

Li posib soti nan Latè

Plis ak plis yo dwe dekouvri ezoplanèt enstriman tè yo itilize. Menm nouvo obsèvatwa yo ap bati, objektif prensipal la nan ki se detekte ak kolekte done sou planèt ki òbit lòt zetwal yo. Se poutèt sa Minerva (Miniature Exoplanet Radial Velocity Array) te kreye nan Arizona nan Arizona. Li se tou yon egzanp yon nouvo apwòch pri ki ba pou jwenn planèt yo.

6. Ti teleskòp HATNet konpare ak yon gwo obsèvatwa

Olye de gwo teleskòp ki vo plizyè milyon, pwojè Minerva a sèvi ak pi piti teleskòp ki disponib sou mache a. Kat aparèy sa yo ki gen yon dyamèt 70 cm ak yon longè 2,5 m, manifaktire pa PlaneWave, koute PLN 200 chak. twou. a tout moun ak disponib pou amater ki enterese ki kapab peye depans lan.

Nan Obsèvatwa Minerva a, limyè ki soti nan tout kat yo dirije nan yon espektwograf, ki divize li nan longèdonn diferan. Sa a pèmèt ou obsève ti chanjman nan mouvman zetwal yo parapò ak Latè.

Sa a, nan vire, lonje dwèt sou kò ki òbit alantou solèy byen lwen sa yo epi li pèmèt mas yo dwe kalkile. Minerva tou fè li posib pou mezire ti chanjman nan klète kòm objè deplase ant disk la nan yon etwal ak Latè. Li konsantre sou 164 pwen ki tou pre nan espas ki te chwazi pou potansyèl yo "efikasite planetè".

Lide a nan sèvi ak teleskòp relativman ti ak chè pou trape ègzoplanèt yo deja itilize nan anpil kote atravè mond lan. Pa egzanp, rezo teleskòp HATNet (6) ki te kreye pa Gaspar Bacos nan Inivèsite Princeton de sa gen dizan, sèvi ak aparèy ki gen 10 cm an dyamèt e li te pibliye piblikasyon sou 56 planèt dekouvri.

Rezo sè HATSouth la opere 24 teleskòp ki sitiye nan emisfè sid la nan Ostrali, Namibi ak Chili. Kreyasyon an nan yon rezo distribiye ak kowòdinasyon li yo pèmèt obsèvasyon pi egzak nan transpò planetè. Automated Planet Finder la ap travay sou tèt yon mòn Kalifòni depi kòmansman ane 2014. Li te deja lokalize de posib sistèm planetè.

Done yo kolekte pral fòme baz pou plis obsèvasyon lè l sèvi avèk Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), ki pwograme pou lanse nan lespas an 2017. Greg Laughlin nan University of California nan Santa Cruz, ki moun ki patisipe nan koleksyon done, ki gen ladan obsèvatwa a, dènyèman te di NewScientist ke pale sou "lachas" egzoplanetymen pito sou "kolekte" yo.

Santi siy lavi

Metòd transpò a di ti kras sou planèt la li menm. Ou ka sèvi ak li pou detèmine gwosè li ak distans ak zetwal la. Yon metòd pou mezire vitès radial ka ede detèmine mas li. Konbinezon de metòd yo fè li posib pou kalkile dansite a. Èske ou ka pran yon gade pi pre yon ègzoplanèt? Li sanble ke li ye. NASA te deja wè pi bon planèt tankou Kepler-7b, pou ki teleskòp Kepler ak Spitzer te trase nyaj nan atmosfè a.

7. Premye imaj ki soti nan Gemini Planet Imager - Beta Pictoris b sistèm

Li te tounen soti ke planèt sa a twò cho pou fòm lavi nou konnen. Li fè cho la soti nan 816 a 982 ° C. Sepandan, reyalite a menm nan yon deskripsyon detaye konsa nan li se yon gwo etap pi devan, bay ke nou ap pale de yon mond ki se yon santèn ane limyè lwen nou.

Optik adaptasyon, ki itilize nan astwonomi pou elimine latwoublay ki te koze pa vibrasyon atmosferik yo, ap vin an bon tou.

Itilizasyon li se kontwole teleskòp la ak yon òdinatè yo nan lòd pou fè pou evite deformation lokal nan glas la (sou lòd nan kèk mikromèt), kidonk korije erè nan imaj la ki kapab lakòz.

Men ki jan Gemini Planet Imager (GPI) ki sitiye nan peyi Chili travay. Zouti a te premye lanse nan Novanm 2013. GPI sèvi ak detektè enfrawouj, epi yo ase pwisan pou detekte spectre limyè objè ki fè nwa ak byen lwen jan yo ye. egzoplanety.

Mèsi a sa a, li pral posib pou aprann plis sou konpozisyon yo. Planèt Beta Pictoris b (7) te chwazi kòm youn nan premye sib obsèvasyon yo. Nan ka sa a, GPI a travay tankou yon korograf solè, se sa ki, li kouvri disk la nan yon etwal byen lwen pou montre klète yon planèt ki tou pre.

Se ak èd optik adaptasyon ke Obsèvatwa Palomar nan San Diego, Kalifòni te dekouvri planèt nan sistèm etwal kat fwa 30 Ari nan konstelasyon Aries (8), 136 ane limyè de Latè.

Pou referans, premye planèt la nan yon sistèm kat zetwal konsa ekzotik, KIC 4862625, te dekouvri an 2013 pa astwonòm amatè ki te analize done Kepler.

Sa a jis montre ke sa a se pa yon fenomèn ki ra nèt, ak sistèm kat fwa yo fòme yon senkyèm nan zetwal yo li te ye tankou solèy (9). Kle a pou obsève "siy lavi" se limyè ki soti nan yon etwal k ap òbite planèt la.

Limyè pase nan atmosfè a egzoplanety kite yon tras espesifik ki ka mezire soti nan Latè pa metòd espektroskopik, i.e. analiz de radyasyon yon objè fizik emèt, absòbe oswa gaye. Yon apwòch menm jan an ka itilize pou etidye sifas ègzoplanèt yo. Sepandan, gen yon sèl kondisyon. Sifas planèt la dwe absòbe oswa gaye limyè ase.

Planèt evaporasyon, se sa ki, planèt ki gen kouch anwo yo flote nan yon gwo nwaj pousyè, se bon kandida. Kòm li vire soti, nou ka rekonèt tou bagay tankou nwaj sou yon planèt nan yon distans. Egzistans lan nan yon vwal dans nwaj alantou ezoplanèt GJ 436b ak GJ 1214b te dedwi nan analiz espektroskopik limyè ki soti nan zetwal paran yo.

Tou de planèt yo klase kòm "super-Latè". GJ 436b sitiye 36 ane limyè de Latè nan konstelasyon Leo. GJ 1214b se nan konstelasyon Ophiuchus, 40 ane limyè lwen. Premye a se menm jan ak Neptune nan gwosè, men anpil pi pre zetwal li pase planèt la ke yo rekonèt nan sistèm solè an. Dezyèm lan pi piti pase Neptune, men pi gwo pase Latè.

9. Vizyon mond lan nan yon sistèm zetwal trip

Bagay Ewopeyen yo pral rive

Ajans Espas la (ESA) ap travay kounye a sou yon satelit ki gen travay se pou karakterize ak presizyon ak aprann sou estrikti yo deja konnen. ezoplanèt (CHEOPS). Yo anonse lansman misyon sa a pou 2017. NASA, nan vire, vle voye satelit TESS susmansyone a nan espas menm ane sa a, ki pral konsantre prensipalman sou rechèch planèt terès, apeprè 500 XNUMX. zetwal ki pi pre nou.

10. Youn nan vizyalizasyon teleskòp James Webb la

Plan an se dekouvri omwen twasan planèt "dezyèm Latè". Tou de misyon sa yo baze sou metòd transpò a. Nan mwa fevriye 2014, Ajans Espas Ewopeyen an te apwouve misyon PLATO.

Dapre plan aktyèl la, li ta dwe kòmanse nan 2024 epi chèche planèt wòch ak kontni dlo. Obsèvasyon sa yo ka pèmèt - menm jan ak done Kepler yo te itilize pou sa a - pou chèche tou pou exomoons.

Sansiblite PLATO pral konparab ak teleskòp Kepler la. ESA Ewopeyen an te devlope pwogram Darwin la anpil ane de sa. NASA te gen yon "chèche planèt" ki sanble - TPF (Terrestrial Planet Finder).

Objektif tou de pwojè yo se te etidye planèt tankou Latè an tèm de prezans gaz nan atmosfè a, ki siyal kondisyon favorab pou lavi. Tou de enkli lide fonse pou kreye yon rezo teleskòp espas k ap kolabore nan rechèch pou teleskòp latè. ezoplanèt.

Sepandan, dis ane de sa teknoloji sa yo pa t ase devlope, e pwogram yo te redwi. Erezman, se pa tout bagay ale nan fatra. Anrichi pa eksperyans nan NASA ak ESA, yo kounye a ap travay ansanm sou Teleskòp Espas James Webb, akòz yo dwe lanse nan espas nan 2018 (10). Mèsi a yon gwo glas 6,5 mèt, li pral posib yo etidye atmosfè yo nan planèt gwo.

Sa a pral pèmèt astwonòm yo detekte tras chimik nan oksijèn ak metàn. Nou pral deja resevwa enfòmasyon espesifik sou atmosfè yo nan ègzoplanèt - pwochen etap la nan rafine konesans sou monn byen lwen sa yo. Plizyè ekip ap travay nan NASA pou plis rechèch nan domèn sa a. Youn sa yo pi piti li te ye epi ki toujou nan premye etap li yo se Starshade.

Nou ap pale sou lonbraj limyè a nan yon etwal ak yon bagay tankou yon parapli, sou katye yo nan ki planèt yo ta ka obsève. Lè w analize longèdonn yo, li ta posib pou detèmine eleman atmosfè yo. NASA pral evalye pwojè a ane sa a oswa pwochen epi deside si misyon an vo li. Si misyon Starshade lanse, li pral rive nan 2022.

Exo-moons tann nan zèl yo ezoplanèt Astwonòm yo ap chèche tou ekso-lalin - sa yo ki gen yon chans menm pi bon pou gen lavi pase planèt yo òbit yo. Tradisyonèlman, astwonòm yo enterese nan zòn lavi (ekosfè) nan sistèm zetwal yo. Sepandan, exomoons konplike foto sa a senp. Radyasyon solè se pa sèl fason pou kenbe cho.

Planèt lakay la ka bay lalin nan plis enèji atravè konpresyon gravitasyonèl ak etann, yon pwosesis ki rele chofaj mare. Sa a pèmèt Lalin nan andeyò zòn lavi li a kenbe otan chalè nesesè pou kenbe dlo likid. Fenomèn sa a omwen double gwosè zòn lavi a. Lalin nan Ewòp, pa egzanp, fè eksperyans gwo jaden gravitasyonèl Jipitè a.

Sa a kenbe oseyan glas yo likid. Youn nan metòd deteksyon yo ezoplanèt Microlensing baze sou fenomèn limyè koube anba enfliyans gravite lè yon objè pase ant nou ak yon etwal byen lwen. Gravite li konsantre limyè tankou yon lantiy, ak klète zetwal la ogmante detanzantan. Pandan dènye obsèvasyon yo ak teleskòp MOA-II nan Nouvèl Zeland, astwonòm yo te remake yon ogmantasyon byen file nan klète zetwal la, ki te swiv yon èdtan apre pa yon lòt ogmantasyon pi fèb.

Kontinwe, yon gwo objè ak yon akonpayman ki pi piti dwe te pase devan disk la gwan distribisyon. Pwopòsyon mas mezire tou de objè yo te apeprè 2000:1. Dapre kèk astwonòm, lalin ki akonpaye la ka make prezans li lè li fè planèt la tranble yon ti kras. Nan pratik, sa vle di ke transpò a nan planèt la ka retade oswa akselere pi lwen pase sa yo espere.

Petèt gen tou yon diminisyon adisyonèl nan klète zetwal la akòz Lalin nan tèt li? Nan kad pwogram Hunt for Exmoons with Kepler (HEK), yon ekip chèchè te chwazi 250 ègzoplanèt pou etidye satelit yo. Travay la se ralanti ak fatigan analize chak planèt nan vire lè l sèvi avèk pwogram òdinatè ki ta ka detekte devyasyon ak chanjman adisyonèl nan klète.

Syantis yo analize disèt planèt sou dezan. Se konsa, lachas pou premye exomoon konfime a ta ka pran kèk tan. Sepandan, lè yo finalman devlope yon metòd apwopriye, nimewo yo ka byen vit depase planèt yo. Apre yo tout, nan sistèm solè nou an gen sèlman uit planèt ak otan ke 145 lalin (ak 28 plis tann konfimasyon). Kòm ou ka wè, sa a miltipliye kantite mond soti nan dè santèn de milya ak plizyè santèn plis.