Er Vi Ikke Den Eneste Jord Derude?

{h1}

Exoplaneter er planeter, der kredser andre stjerner end vores sol. Læs om eksoplaneter og find ud af, hvordan forskere søger exoplaneter med livet.

Du står i en evig solnedgang, under en uhyggelig, rødlig-orange himmel snoet med tynde skyer. Ved kanten af ​​et stort hav stiger den solide grund langsomt fra vandet og giver vej til lavlandet, der er dækket af vegetation. Planterne basker i temperaturer, der når 40 grader Fahrenheit (4 grader Celsius), men deres blade er ikke grønne - de er sorte og spredt åbne for at absorbere den beskedne energisvask over landskabet.

Du er kommet til dette paradis fra dit faste hjem, en udpost beliggende på den mørke, frosne side af planeten. Du vandrer ned i lavlandet bakkerne til vandkanten. Som du ser i horisonten, lover du det næste år, vil du bringe hele familien, så de kan nyde farven og varme og lys. Så indser du, at næste år kun er 37 dage væk, og du føler dig pludselig lille og ubetydelig i et stort, overvældende univers.

Dette kunne være din fremtidige jord. Nej virkelig.

Den scene, vi lige har beskrevet, er en kunstnerisk fortolkning af, hvad Gliese 581g - en potentiel jordlignende planet opdaget i 2010 - kan være som om vi kunne rejse 20,5 lysårene for at komme til det. Beviset, astronomer har ikke bekræftet sin eksistens, men det har ikke stoppet nogle få fra at køre computersimuleringer for at forudsige 581g's klima og overordnede beboelighed.

Modellerne tyder på, at denne mærkelig velkendte verden, som kører rundt i røddværg Gliese 581 på bare 37 dage, og som altid holder et ansigt på stjernen, kan være dækket af vand og kan have en atmosfære indeholdende store mængder kuldioxid. Hvis det er tilfældet, kan en drivhuseffekt kun opvarme regionen direkte mod værtsstjernen og producere en isdækket planet med et stort område af flydende vand i midten, der ligner øjenets iris. Denne "eyeball Earth" kunne understøtte livet, herunder fotosyntetiske organismer med svarte pigmenter, der er specielt velegnede til at absorbere svag lysfiltrering gennem den tykke atmosfære.

Selvom Gliese 581g viser sig at være et billede af astronomiets fantasi, står det som et symbol på, hvad der kunne være menneskehedens største triumf: at finde en beboelig planet uden for vores solsystem. For nogle år siden syntes dette en drøm om narre og sci-fi fanatikere. Takket være avancerede planetjagteknikker og noget seriøst udstyr, som f.eks. Kepler rumteleskop, lokaliserer astronomer tusindvis af kandidatplaneter uden for vores solsystem - hvad de kalder exoplaneter - og kommer til en nærværende, næsten skræmmende erkendelse: Universet kan blive fyldt med milliarder planeter, hvoraf nogle helt sikkert ligner Jorden.

Super-jordarter og Goldilocks

Ting begynder at blive interessante, når astronomer finder en eksoplanet, der sidder temmelig i Goldilocks-zonen.

Ting begynder at blive interessante, når astronomer finder en eksoplanet, der sidder temmelig i Goldilocks-zonen.

Hvis en anden jord eksisterer i universet, ville det ikke være nødvendigt at se ud, ja jord? Selvfølgelig synes oddsene for at finde en blå verden nøjagtigt 7.926 miles (12.756 kilometer) over og vippe på sin akse næsten 24 grader, så fjernt som at finde en Elvis Presley-impersonator, der ser godt ud i sequined læder og kan snakke en melodi bedre end Kongen selv.

Det gør ikke ondt at se selvfølgelig, og astronomer gør netop det. Ideen er ikke nødvendigvis at finde et nøjagtigt match, men en tæt en. For eksempel har astronomer opdaget flere såkaldte "super-jordarter" - planeter, der er lidt større end vores hjem. Gliese 581g står som et perfekt eksempel. Det drejer sig om tre gange Jordens masse, hvilket gør det til en langt bedre kamp end planeter så store som Jupiter eller Saturn.

Faktisk er behemoths som Jupiter og Saturn kendt som gas giganter fordi de ikke er mere end kæmpe kugler af brint, helium og andre gasser med lille eller ingen solid overflade. Gasgiganter, med deres stormfulde, flerfarvede atmosfærer, kan tilbyde spektakulære seværdigheder, men de vil aldrig gøre gode graver. Mindre planeter, herunder jord- og superjordiske lookalikes, er langt mere tilbøjelige til at blive livets inkubatorer. Astronomer henviser til disse pipsqueaks som terrestriske planeter fordi de besidder tungmetal kerner omgivet af et stenet mantel. Terrestriske planeter har tendens til at holde tæt på deres værtsstjerner, hvilket betyder at de har mindre baner og meget kortere år.

Terrestriske planeter er også mere tilbøjelige til at ligge i Goldilocks zone. Også kaldet beboelig zone eller livszone, Goldilocks-regionen er et område af plads, hvor en planet er lige den rigtige afstand fra sin hjemmestjerne, så at dens overflade hverken er for varm eller for kold. Jorden fylder selvfølgelig denne regning, mens Venus steker i en løbende drivhuseffekt, og Mars eksisterer som en frossen, tør verden. Imellem er betingelserne helt rigtige, således at flydende vand forbliver på overfladen af ​​planeten uden frysning eller fordampning ud i rummet. Nu er søgningen på vej til at finde en anden planet i Goldilocks-zonen i et andet solsystem. Og astronomer har et par tricks, de er ikke bange for at bruge.

Wobbling, Dimming og Brightening

Når en planet kommer imellem sin værtsstjerne og jorden, som Venus gør i dette billede, lyser stjernens lysstyrke. Denne dæmpning er ret praktisk, når det kommer til planetjagt.

Når en planet kommer imellem sin værtsstjerne og jorden, som Venus gør i dette billede, lyser stjernens lysstyrke. Denne dæmpning er ret praktisk, når det kommer til planetjagt.

Et af de store problemer i søgningen efter exoplaneter er at opdage darn-tingene. De fleste er simpelthen for små og for langt væk for at blive observeret direkte. Vores jordbaserede teleskoper kan ikke løse en fjern planet som en prik adskilt fra værtsstjernen.Heldigvis har astronomer andre midler til deres rådighed, og de opfordrer alle til sofistikerede teleskoper bevæbnet med fotometre (en enhed der måler lys), spektrografer og infrarøde kameraer.

Den første metode, kendt som wobble metode, ser efter ændringer i en stjernes relative hastighed forårsaget af tyngdekraften i en nærliggende planet. Disse slæbebåde forårsager at stjernen stiger til jorden og derefter væk og skaber periodiske variationer, som vi kan opdage ved at analysere lysets spektrum fra stjernen. Når den breder sig mod Jorden, komprimeres dets lysbølger, forkorter bølgelængden og skifter farven til den blå side af spektret. Da den breder sig væk fra Jorden, spredes dets lysbølger ud, øger bølgelængden og skifter farven til den røde side af spektret. Større planeter intensiverer wobble af deres forældrestjerner, hvorfor denne teknik har været så effektiv til at finde gasgiganter flere gange større end Jorden.

Hvad er en ting, som alle planeter kan klare sig godt? Bloklys. Hvis en planet kredsløb krydser mellem sin forældre stjerne og jord, vil den blokere noget af lyset og få stjernen til at dæmpe. Astronomer kalder dette a transit, og den tilhørende planet-jagt teknik den transitmetode. Teleskoper udstyret med følsomme fotometre kan let skelne store planeter, men de kan også fange selv den svage dæmpning forårsaget af en jordstørrelse objekt.

Endelig har nogle astronomer vendt sig til en teknik kendt som mikrolensering. mikrolinse opstår, når en stjerne passerer lige foran en anden stjerne. Når dette sker, fungerer tyngdekraften af ​​forgrundsstjernen som en forstørrelseslinse og forstærker lysstyrken af ​​baggrundsstjernen. Hvis en planet kredser forgrundsstjernen, intensiverer dens ekstra tyngdekraft forstærkningseffekten. Dette afslører let planeten, som ellers ville være usynlig for andre detektionsteknikker.

Kepler Cacophony

Kepler-22s stjernesystem. Tror vi, vi nogensinde vil gøre det der?

Kepler-22s stjernesystem. Tror vi, vi nogensinde vil gøre det der?

En af NASAs mest berømte programmer er afhængig af transitmetoden for at finde exoplaneter. Siden 2009 har Kepler-missionens rumteleskop undersøgt 170.000 stjerner i en lille himmelhimmel nær stjernebillederne Cygnus og Lyra. Dets hovedinstrument, et fotometer med et synsfelt på kun 12 grader, kan detektere stjernedæmpning forårsaget af planeter så små som Jorden.

Indtil videre har dets observationer rokket det videnskabelige samfund og rystet fantasier fra rumsgeeks overalt. I alt har den mægtige Kepler identificeret mere end 3.000 potentielle og bekræftede planeter. De, der er blevet bekræftet, kunne være poster i en atlas af "Star Wars" galaksen. For eksempel er Kepler-16b en planet i Saturn-størrelse, der kredser om to stjerner, en la Luke Skywalker's hjem Tatooine. Og Kepler-11-systemet består af seks planeter - nogle stenrige og nogle gasgiganter - omkranser en enkelt, sollysagtig stjerne.

De mest fantastiske opdagelser forekommer dog, når astronomer bekræfter eksistensen af ​​jordlignende planeter, som de to kaldte Kepler-20e og Kepler-20f. Begge er jordiske planeter, der er omtrent lige så store som vores egne indre planeter. Kepler-20e er lidt mindre end Venus, og 20f er lidt større end Jorden. Desværre ligger ingen af ​​disse potentielle jordarter i Goldilocks-zonen - begge er brændende-varme ovne - så de er usandsynligt at have små grønne mænd eller endda små grønne mikrober. Kepler-22b kan være mere gæstfri. Bekræftet i december 2011, er 22b placeret 600 lysår væk og kredsløb i Goldilocks-zonen i en sunlike stjerne. Astronomer mener, at planetens radius er mere end dobbelt så stor som af Jorden, men de har ikke bestemt dens sammensætning.

Kepler er ikke den eneste indsats, der afdækker en bonanza af ærefrygtinspirerende eksoplaneter.

Overfladen af ​​planeter

Keplers transit-spotting fotometer kan have grebet overskrifterne i løbet af 2010 og 2011, men andre planet-jagt teknikker og hold fortsætter med at producere gode resultater. Wobble-metoden har for eksempel ført til flere spændende opdagelser. I april 2007 brugte europæiske astronomer wobble-metoden til at opdage, på det tidspunkt den mest jordlignende planet nogensinde fundet.

Planeten, kaldet Gliese 581c, er 12.000 miles (19, 312 kilometer) i diameter, eller ikke meget større end jorden (8.000 mil diameter). Den kredser den samme røde stjerne som Gliese 581g, men det gør en komplet revolution på bare 13 jorddage. Denne korte bane ville gøre en planet for varm til livet, bortset fra at Gliese 581 overfladetemperatur er 1 / 50th af vores sol [kilde: Than]. Som følge heraf varierer Gliese 581c overfladetemperatur fra anslået 32 ​​grader F til 102 grader F (0 grader C til 39 grader C). Forskerholdet, der opdagede det, mener, at det har en udviklet atmosfære. Planeten kan ikke kun have vand - det kan være helt dækket af oceaner.

Og i februar 2012 rapporterede et internationalt forskergruppe resultaterne af deres wobble-baserede forskning fokuseret på GJ 667C, en M-klasse dværgstjerne, der er forbundet med to andre orange dværge placeret omkring 22 lysår fra Jorden. Astronomerne håbede faktisk at lære mere om en tidligere opdaget superjord (GJ 667Cb) med en orbitalperiode på blot 7,2 dage, men deres observationer førte til noget bedre - GJ 667Cc, en anden superjord med en orbitalperiode på 28 dage. Den nye planet, som sidder komfortabelt i Goldilocks-zonen i GJ 667C, modtager 90 procent af det lys, som jorden modtager [kilde: Stephens]. Det meste af dette lys er i det infrarøde spektrum, hvilket betyder, at planeten sandsynligvis absorberer en højere procentdel af den energi, der kommer til den.Bundlinjen: GJ 667Cc kan absorbere den samme mængde energi fra sin stjerne, at jorden opsuger sig fra solen og kan som følge heraf understøtte flydende vand og liv som vi kender det.

På samme tid forberedte GJ 667Cc-holdet sine resultater, et andet hold fra Space Telescope Science Institute i Baltimore, MD., Offentliggjorde resultater fra et massivt projekt kendt som PLANET (Probing Lensing Anomalies NETwork Collaboration). Resultaterne, der var baseret på seks års microlensing observationer, kan ændre planetjagtens overflade på samme måde som kvantemekanik ændret fysik. Undersøgelsen konkluderer, at der er langt mere jordlignende planeter end superstore gasgiganter. Faktisk, ifølge undersøgelsens forfattere, kunne Vækstens galakse alene indeholde 100 mia. Planeter, hvoraf 10 mia. Vil sandsynligvis være små, stenige verdener som vores indre planeter. Ca. 1,500 af disse planeter kunne være inden for 50 lysår af Jorden. Nu overveje, at Vægten kun er en af ​​milliarder og milliarder galakser spredt over universet. Der kunne være bogstaveligt talt et uendeligt antal planeter og et næsten ualmindeligt antal jordlignende planeter.

Spørgsmålet bliver så, vil mennesker nogensinde stå under en fremmed solnedgang eller gå blandt sorte blade? Vi håber bestemt det.


Video Supplement: GIFF2018 Film Reel.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com