Eksoplaneedid sügisõhtuteks

Eksoplaneedid pipardavad öötaeva. Võimalik, et me ei saa neid otseselt jälgida, kuid me võime kasutada nende vastuvõtvaid tähti surrogaatidena, et neid oma silmaga ette kujutada.

Selle kunstniku vaade näitab kuuma Jupiteri eksoplaneeti 51 Pegasi b, mis tiirleb tähe 51 Pegist umbes 50 valgusaasta kaugusel Maast. See leiti 1995. aastal ja see oli esimene tavalise tähe ümber avastatud eksoplaneet. See tiirleb tähest vaid 4, 7 miljonit km ja selle eeldatav pinnatemperatuur on 1000 ° C - kuum!
NASA / JPL-Caltech

Tavaliselt räägin asjadest, mida tegelikult taevas näha võite, kuid seekord teeme erandi eksoplaneetide kaasamiseks, millest ükski pole teleskoobis nähtav. Muidugi, minge edasi ja naerge, kuid andke mulle mõni minut selgituseks. Ma mõistan teie skepsist, kuid valdav arv eksoplaneete 3, 878 jagunes 2896 planeedisüsteemi vahel 14. novembri 2018 seisuga sunnib mind tunnistama neid õigustatud vaatlevate sihtmärkidena.

Eksoplaneedid, mida nimetatakse ka ekstrasolaarseteks planeetideks, on planeedid, mis tiirlevad ümber tähtede peale Päikese. Neid on nimetatud oma peremehe päikese järgi, millele järgneb tähega "b" esimese planeedi avastamise jaoks, "c" teise jaoks ja nii edasi.

Valdav enamus keerleb kaugete tähtede ümber, mis olid varjatud ebaselgetes kataloogides, kuid paljusid silmadega tähti saatis neid mitukümmend. Vähemalt saame neid tähti vaadata ja kujutada ette massiivseid Jupiteri suuruseid planeete, mis jalutavad nende ümber edasi-tagasi nagu meie Päikese poolt kaasa tõmmatud kaheksa marmorist orbi.

Kõik peale meie pakutavate eksoplaneetide, välja arvatud kaks, avastati radiaalkiiruse meetodil, mis tuvastab, millal planeet oma peremehe tähe pihta hakkab, ja põhjustab selle orbiidi kiiruse tsüklilise muutmise. Astronoomid mõõdavad kiiruse muutusi, märkides tähe valguse väikest muutust, kui see läheneb (sinine) ja taandub (punane).
Las Cumbrese observatoorium / CC BY-NC 2.0

Enamik nendest nimekirjast on kuumad Jupiterid, massiivsed, Jupiteri suurused maailmad, mis tiirlevad oma vanemate tähtede lähedal piisavalt lähedal, et tähekiirte abil küpsetada, aga ka mõõdetava gravitatsioonilise puksiiri abil. Planeedi tõmme põhjustab, et täht kirjeldab süsteemi ringi keskpunkti ümber väikest ringi. Maa-alale lähenedes ja temast taandudes mõõdavad astronoomid tähe muutuvat kiirust - seda nimetatakse radiaalseks kiiruseks -, et teha kindlaks planeedi mass ja muud omadused.

Fomalhaut b on üks väheseid planeete, mille kohta meil on otsene pilt. Need pildid on teinud Hubble'i kosmoseteleskoop ja need näitavad Fomalhauti ümbruses eksoplaneedi ja kivise prahi ketast. Tähe enda valgus on ümbritseva paremaks näitamiseks blokeeritud.
NASA / ESA

Vanema päikesega tiirlevad massiivsed planeedid tõmbuvad kõige tugevamalt ja neid on kergemini tuvastada kui kaugematel orbiitidel asuvaid väiksemaid Maa-taolisi planeete. Näiteks Jupiter kiirgab Päikest umbes 13 meetrini sekundis, samal ajal kui palju vähem massiivne Maa juhib kõigest 9 sentimeetrit sekundis. Praegused spektromeetrid, mis mõõdavad kiiruse kõikumisest põhjustatud valguse punast ja sinist nihutamist, suudavad tuvastada kiiruse muutusi veidi alla ühe meetri sekundis.

See valevärviline lähi-infrapuna pilt on töödeldud suurema osa hajutatud valguse eemaldamiseks tähelt Kappa Andromedae (keskel maskeeritud). "Super-Jupiteri" kaaslane Kappa Ja b (vasakul vasakul) tiirleb ümber oma tähe umbes 55 au juures ehk umbes 1, 8 korda peremehetähest kaugemal kui Neptuun on Päikesest. Võrdluseks näidatakse Neptuuni orbiiti (katkendjoon). Valget kämpu, mis tähistab kaaslast, näitab signaal kõigis lähi-infrapuna lainepikkustes, samas kui värvilised plekid tähistavad jääkmüra.
NOAJ / Subaru / J. Carson (Charlestoni Kolledž) / CC BY-SA 3.0

Samuti on leitud palju eksoplaneete, jälgides vastuvõtva tähe perioodilist hääbumist, kui planeet tema ees möödub, kasutades nn transiidimeetodit. Hiljuti kaotanud Kepleri kosmoseteleskoop kasutas seda strateegiat ligi 2700 planeedi avastamiseks! Nende vastuvõtva tähe valgusesse maetud planeetide väljakaevamiseks on veel palju võimalusi, sealhulgas gravitatsiooniline mikrolülitamine, pulsar-ajastamine ja otsene pildistamine.

See kaart aitab teil tuvastada mõnda 19-st tärnist, mida orbiidid on taevalaotuses näha põhjataeva laiusest. Üksikasjad nende kohta leiate artikli lõpus olevast tabelist.
Stellaarium koos autori täiendustega

Kaks meie nimekirjas olevat planeeti on otse pildistatud - Fomalhaut b ja Kappa (κ) Ja b. Kõik ülejäänud avastati kiiruse kiiruse muutuste kaudu. Fomalhaut b, üks kõige lähemal asuvatest eksoplaneetidest, mis asub kõigest 25, 1 valgusaasta kaugusel, tiirleb prügiketta servas (tasapinnalised mõõtmed?) 115 au kaugusel tema peremehetähest. Nii Kappa Andromedae kui ka Fomalhauti planeedid tiirlevad oma perepäikese ümber väga aeglaselt, vastavalt 877 ja 589 aastat.

Aldebaran on üks säravamaid tähti, mis majutab ekstrasolaarset planeeti. Kui Jupiteri mass on 6, 5 korda suurem, tiirleb see tähest umbes 45% kaugemal kui Maa Päikeselt. Nagu paljudel meie esiletoodud planeetidel, on see kuum Jupiter, mille temperatuur on umbes 1230 ° C (2240 ​​° F).
Stellaarium koos autori täiendustega

Alljärgneva tabeli pilk näitab, et Tau (τ) Cetil on oma neljast planeedist kahega kõige vähem kaaluvad kaaslased, mis on vaid kaks korda massiivsemad kui Maa, mis muide on 0, 003 korda massiivsemad kui Jupiter või 0, 003 M J. Kõige massilisem planeet on Upsilon (υ) ja d, mille mass on Jupiteri massist 23, 6 korda suurem. Tundub, et sellel planeedil oleks muljetavaldavalt raske püsti seista, kuid ometi pole see veel piisavalt massiivne, et südamikus vesinikku süttida ja täheks saada. Selleks on vaja umbes 75 Jupiterit materjali.

Põhjataevas viipab neli eksoplaneedi orbiidil asetsevat tähte, nende hulgas hele Kochab Väikeses Tuhkares.
Stellaarium koos autori täiendustega

Isegi kui te ei näe nende planeedikaaslasi, vaadake järgmisel selgel ööl ühte neist tähtedest - kõik on palja silmaga nähtavad - ja mõelge kindlalt, teades, et planeedid ümbritsevad neid sama kindlalt kui tuttavad planeedid, kes vilistavad ümber Pühap. Meie oma on ajaloo esimene põlvkond, kes teab seda spekuleerimise asemel faktina.

Allpool olevad planeedid on loetletud paremale tõusmise järjekorras läänest itta:

NimiAvastuse kuupäevMeetodMissa (Jupiter)OrbitaalperioodTäht Mag.
11 UMi b2009Radiaalse kiirus10, 5 M J516 päeva5, 0
Beeta (β) UMi b2014Radiaalse kiirus6, 1 M J522 päeva2.0
42 Dra b2009Radiaalse kiirus3, 9 M J479 päeva4.8
18 Del b2008Radiaalse kiirus10, 3 M J993 päeva5.5
51 pulk b1995Radiaalse kiirus0, 5 M J4, 2 päeva5.5
Fomalhaut b2008Otsene pildistamine3, 0 M J877 aastat1.2
91 Aqu b2003Radiaalse kiirus3, 2 M J181 päeva4.2
14 ja b2008Radiaalse kiirus5, 3 M J186 päeva5.2
Kappa ( ) ja b2013Otsene pildistamine13, 0 M J589 aastat4.2
Gamma ( ) Cep b2003Radiaalse kiirus11, 1 M J903 päeva2.5
Eta ( ) Cet b, c2014Radiaalse kiirus2, 6 M J, 3, 3 M J404 päeva, 752 päeva3.5
Ups ( ) ja b, c, d, e1996 2010Radiaalse kiirus0, 6 M J, 9, 1 M J, 23, 6 M J, 1, 1 M J4, 6 d kuni 10, 5 aastat4.1
Tau ( ) Ceti e, f, g, h2012 2017Radiaalse kiirus0, 006 M J kuni 0, 012 M J20 kuni 636 päeva3.5
Alfa ( ) Ari b2011Radiaalse kiirus1, 8 M J381 päeva2.0
75 Cet b2012Radiaalse kiirus3, 0 M J692 päeva5.4
81 Cet b2008Radiaalse kiirus5, 3 M J953 päeva5.7
Epsilon ( ) Eri b2000Radiaalse kiirus0, 8 M J7, 4 aastat3.7
Sigma (σ) per b2014Radiaalse kiirus6, 5 M J580 päeva4.4
Aldebaran b1998Radiaalse kiirus6, 5 M J628 päeva0, 9