Alfa Centaurist otsitakse „ülikõlblikku” planeeti

AlphaCent

Kogu 2014. aasta vältel takistasid Alpha Centauri kahe põhitähe kattuvad trajektoorid neid jälgimast. Kui nad on hakanud lahku minema, on teadlased suutnud hakata otsima meie lähimalt tähenaabrilt mis tahes märke potentsiaalselt ülikõlblikust planeedist (planeet, mis on elamiskõlblikum kui Maa ise).



Potentsiaalselt elamiskõlblike planeetide otsimisel unustati mitu tähesüsteemi nagu Alpha Centauri pikka aega. Usuti, et kahe või enama tähe moodustumine ei jäta vaevalt piisavalt massi, et jääda planeetideks kokku ja et isegi kui need planeedid loodaks, tõrjub teise lähedase tähe gravitatsiooniline tõmme nad oma orbiidilt - kas neid surudes süsteemist välja või tõmmates neid ühte tähte kukkuma. Alates Kepleri käivitamisest oleme leidnud mitu binaartähte, mille ümber tiirlevad planeedid. See tähendab, et me teame nüüd, et binaarsed või isegi kolmanda astme tähesüsteemid võivad moodustada planeete, isegi kui orbiidi mehaanika on keerulisem kui ühe tärni konfiguratsioon.

2008. aastal avaldas California, San Francisco osariigi ülikoolide ja SETI instituudi teadlaste meeskond ajakirjas The Astrophysical Journal uuringu, mis näitas nende arvutisimulatsioone planeetide moodustumisest Alpha Centauri B ümbruses. Kõigi võimalike uuritud algtingimuste puhul vahemikus 1 kuni 4 selle tähe ümber tiirlevad ümber planeedid, millest peaaegu pooled elaksid elamiskõlbulikus tsoonis. Need suured tõenäosused planeetide leidmiseks Alpha Centaurilt tundusid tõestatud 2012. aastal, kui Euroopa meeskond eesotsas Xavier Dumusque'iga teatas planeedi Alpha Centauri Bb avastamisest. Kahjuks ei ole meil õnnestunud Alpha Centauri Bb olemasolu kinnitada, kuna see on täpselt selle künnisel, mida meie seadmed suudavad tuvastada.

Planeetide kinnitamine Alfa Centauri elamiskõlblikus tsoonis oleks tähelepanuväärne kahel põhjusel. Esiteks on selline planeet potentsiaalselt piisavalt lähedal, veidi üle nelja valgusaasta, et jõuaksime ja koloniseeriksime, kui kasutaksime tuumarakette (NASA on selle saavutamiseks välja pakkunud projekti nimega Project Longshot). Teiseks, kui prognoosid on täpsed, peaksime leidma Alpha Centauri süsteemist ülimõistetava planeedi.



Heidame pilgu simulatsioonidele, mis ennustavad Alpha Centauri ülimahustatavat planeeti, ja põhjustele, miks teadlased arvavad, et nad võivad selle seal leida.

Planeetide moodustumine Alfa Centauri B-s

California ülikooli meeskond käivitas üheksa erinevat arvutisimulatsiooni, mis varieerisid neid Alpha Centauri süsteemi jaoks eeldatavate erinevate võimalike algtingimuste piires. Järgmisel joonisel on näidatud üks neist simulatsioonidest - täpsemalt protoplanetaarse ketta hiline evolutsiooniline etapp, mis algselt sisaldas 600 kuumassi embrüot. Nagu näete, on tema kaksiktähe gravitatsioonilise tõmbe tõttu ainsad stabiilsed orbiidid 2 A.U. piires ja 50 miljoni aasta pärast on kogu mass, mis ületab 2 A.U. on viidud äärmiselt ekstsentrilistele orbiitidele ja kas rännanud sissepoole, et sisekehad saaksid seda kokku hoida, põrkasid kokku kesktähega või visati süsteemist välja.

PlaneetideFormatsioon



Alloleval joonisel on näidatud erinevate teostatud simulatsioonide tulemused, näidates saadud planeete iga esialgse seisundi jaoks, alustades ainult 400 kuumassi kuni 900 embrüoga protoplanetaarsest kettast.

Tähed3

Kõigil juhtudel ennustab mudel 1–4 planeedi moodustumist, 42% neist moodustub statistiliselt tõenäoliselt elamiskõlbulikus tsoonis.

Elamiskõlblikud planeedid



Maa on ainus asustatud planeet, mida me tunneme, seega kipume seda kasutama ideaalse võrdlusalusena elamiskõlblike eksoplaneetide otsimisel. See on viinud haruldaste muldade hüpoteesini, mis kirjeldab üksikasjalikult ebatõenäoliste asjaolude suurt hulka, mis olid vajalikud elu ilmnemiseks Maal, ja jõudis järeldusele, et keeruline elu peab olema haruldane nähtus kogu universumis. Aga mis siis, kui Maa pole ühine elamiskõlblik planeet, samamoodi nagu meie päikesesüsteem on osutunud mitte ühiseks planeedisüsteemiks? Täpsemalt puudub päikesesüsteemil nn super-Maa. Seda tüüpi planeedid, mis on meie omast 1-3x suuremad, on osutunud levinuks kogu kosmoses.

Intrigeeriv küsimus 'mis võib muuta eksoplaneedi veel elamiskõlblikumaks kui Maa?' käivitas John Armstrong Weberi osariigi ülikoolist otse-vestluses. See inspireeris rohkem uuringuid René Helleri poolt McMasteri ülikoolist, kataloogides nimekirja omadustest, mis aitavad muuta maailma elamiskõlblikuks, ja uurides, millised planeedid ja kuud sobivad nende kriteeriumidega paremini. See uuring lükkab ümber haruldase maa hüpoteesi, jõudes järeldusele, et Maa on vaid marginaalselt elatav maailm, kuna see vajas elu tekkimiseks nii palju ebatõenäolisi asjaolusid. Eksisteerib mitmesuguseid protsesse, mis võivad muuta planeedi või kuu keskkonnatingimused elule healoomulisemaks kui see on Maal.

The tähe elamiskõlblik tsoon on vaid võrdlusraamistik, kuid me ei tohiks sellega piirduda. Loodete jõud ja kasvuhooneefekt võivad muuta elamiskõlbliku planeedi elamiskõlbmatuks või luua elamiskõlbliku maailma väljaspool tüüpilist Goldilocksi tsooni. Näiteks Marss asub Soli elamiskõlblikus tsoonis, hoolimata asjaolust, et me ei ole sellel elu veel avastanud.

Tähed2

Kuu Europa on hea näide kehast, mis on kaugel elamiskõlblikust tsoonist, mille muudab selle loodete jõud elamiskõlblikuks. Kogu uuringu vältel nimetatakse neid Goldilocksi tsoonist väljapoole jäävaid elamiskuude nimetust super-Europad.

Järgmisena uuritakse uuringus erinevaid tegureid, mis mõjutavad elu arengut planeedil, tehes kindlaks, millised tingimused pakuvad elu arendamise tõenäosust rohkem kui Maa ise. Sellised tegurid nagu planeedi ja tähe suurused, mandri levik, ookeani sügavus, olemasoleva vee hulk, tektooniline aktiivsus, pinnatemperatuuri varieeruvus, atmosfääri koostis, magnetkilp, pöörlemiskiirus, aksiaalne kalle, ekstsentrilisus orbiidil, võetakse arvesse kiirguse tüüpi ja kogust, päikesesüsteemi vanust ja panspermia võimalust süsteemis.

Kokkuvõttes jõudsid teadlased järeldusele, et elamiskõlblikud maailmad kipuvad oranžide kääbuste ümber tiirutama ning on Maast veidi vanemad ja kaks kuni kolm korda massilisemad. See sobib suurepäraselt Alpha Centauri B ja meie simulatsioonide järgi sinna oodatavate planeetidega - see teeb ideaalseks sihtmärgiks üli-elukõlbliku maailma otsimise.

Planeetide tuvastamine Alpha Centauri B-s

Võib tunduda veider, et suudame sadade valgusaastate kaugusel asuvatel süsteemidel tuvastada tuhandeid eksoplaneete, kuid ometi ei saa me kinnitada planeetide olemasolu meie lähimas tähes, mis asub meist vaid nelja valgusaasta kaugusel.

Eksoplaneete saab tuvastada otseselt või kaudselt. Siiani on otsene tuvastamine suutnud näidata ainult hiiglaslikke eksoplaneete, mis on mitu korda suuremad kui Jupiter ja tiirlevad oma tähtedest väga kaugel. Me peame 2018. aasta oktoobris ootama James Webbi kosmoseteleskoopi, et saaksime väiksemaid planeete oma tähtedele lähemal visualiseerida.

Eksoplaneetide kaudsel tuvastamisel on kaks peamist meetodit: tuvastamine massi transiidi või radiaalkiiruse järgi. Enamus kinnitatud eksoplaneete on tuvastatud massitransiidi meetodil, mis tuvastab tähe heleduse vähenemise iga kord, kui planeedi orbiit möödub selle tähe eest, kattes selle osaliselt. See tähendab, et selle meetodiga saab tuvastada ainult eksoplaneete, mille orbiidid liigutavad neid otse oma tähe ja meie vahel liikuma. Alfa Centauri puhul on hinnatud, et on ainult 30% tõenäosus, et tema planeedid oleksid massilise transiidi kaudu nähtavalt joondatud ja tuvastatavad.

Tähed4

Hiljutine Hubble'i teleskoobi uuring ei tuvastanud sellel meetodil planeeti Alpha Centauri Bb - ehkki see ei tähenda tingimata, et seda pole olemas, kuid et tema orbiit ei liiguks tähe ja meie vahel. Selle asemel tuvastati veel üks transiit, mis näib olevat seotud Maa-suuruse planeediga kaugemal orbiidil kui Alfa Centauri Bb. Planeedi olemasolu kinnitamiseks on vaja rohkem vaatlusi.

Lõpuks on eksoplaneedi tuvastamine radiaalkiiruse meetodil. Selle meetodiga püütakse tähe ümber tiireldes tuvastada tähe kerget võnkumist, mis on motiveeritud planeedi gravitatsioonilisest tõmbest. Jällegi seisneb raskus väikeste eksoplaneetide tuvastamisel kaugel orbiidil, kuna hiiglaslikud eksoplaneedid ja lähedased orbiidid avaldavad tähele palju suuremaid gravitatsioonilisi tõmbeid ja tekitavad kergesti nähtavaid võnkeid.

Radial_Velocity_Exoplanet_Detection

Seda meetodit rakendanud uuringud on välistanud gaasigigantide olemasolu Alpha Centauris. Kuid nad ei ole suutnud anda lõplikke vastuseid Maa-suuruste planeetide olemasolu kohta, sest nende gravitatsiooniline tõmme on lävel, mida meie instrumendid suudavad tuvastada. Praegu on paigaldamisel täpsemad instrumendid, näiteks SPRESSO, mis peaks 2016. aastal tööle Tšiili väga suures teleskoobis täpsusega 10 sentimeetrit sekundis (võrdluseks: Maa gravitatsiooniline tõmme üle Päikese põhjustab atraktiivsus 9 sentimeetrit sekundis). Need uued instrumendid on kümme korda täpsemad kui praegu kasutatavad instrumendid.

Alustame kiiresti Alpha Centauri kiviste planeetide avastamist. Debale Fisheri sõnul, kes juhib Yale'is meeskonda, mis töötab süsteemis kiviste planeetide avastamise nimel, kasutavad nii tema kui ka Genfis asuv meeskond järgmised aastad uuenduslike instrumentide väljatöötamiseks eesmärgiga saavutada täpsus 10 sentimeetrit sekundis - kümnekordne tegur praeguse täpsuse suhtes. 'Genfi meeskond kavandab Tšiilis Paranalis asuva 8-meetrise teleskoobi jaoks kõrge eraldusvõimega instrumenti ESPRESSO,' ütles ta. „Minu meeskond kujundab Discovery Channel teleskoobi jaoks EXPRESi. Nagu lühenditest järeldub, püüame mõlemad saavutada ülitäpsust, mis on vajalik elamiskõlblike tsoonide ümber tiirlevate Maa-planeetide kindlaks tuvastamiseks. '

Kui see võime on olemas, kes teab, mida me leiame?

Copyright © Kõik Õigused Kaitstud | 2007es.com