doorweekte aarde

In januari 2020 meldde NASA dat het TESS-ruimtevaartuig zijn eerste potentieel bewoonbare exoplaneet ter grootte van de aarde had ontdekt, die rond een ster op ongeveer 100 lichtjaar afstand draait.

De planeet is een onderdeel TOI 700-systeem (TOI staat voor TESS Interessante voorwerpen) is een kleine, relatief koude ster, dat wil zeggen een dwerg van spectrale klasse M, in het sterrenbeeld Goudvis, met slechts ongeveer 40% van de massa en grootte van onze zon en de helft van de temperatuur van het oppervlak.

Object genoemd Tot 700 dagen en is een van de drie planeten die rond het centrum draaien, het verst daarvandaan, en elke 37 dagen een pad rond een ster afleggen. Het bevindt zich op een zodanige afstand van TOI 700 dat het in theorie vloeibaar water drijvend kan houden, gelegen in de bewoonbare zone. Het ontvangt ongeveer 86% van de energie die onze zon aan de aarde geeft.

Omgevingssimulaties gemaakt door de onderzoekers met behulp van gegevens van de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) toonden echter aan dat TOI 700 d zich heel anders zou kunnen gedragen dan de aarde. Omdat hij synchroon draait met zijn ster (wat betekent dat de ene kant van de planeet altijd in daglicht is en de andere in het donker), kan de manier waarop wolken ontstaan ​​en de wind waait voor ons een beetje exotisch zijn.

1. Vergelijking van de aarde en TOI 700 d, met visualisatie van het aardsysteem van continenten op een exoplaneet

Astronomen bevestigden hun ontdekking met de hulp van NASA. Spitzer-ruimtetelescoopdie zojuist zijn activiteit heeft voltooid. Toi 700 werd aanvankelijk verkeerd geclassificeerd als veel heter, waardoor astronomen dachten dat alle drie de planeten te dicht bij elkaar stonden en daarom te heet om leven te ondersteunen.

Emily Gilbert, een lid van het team van de Universiteit van Chicago, zei tijdens de presentatie van de ontdekking. -

De onderzoekers hopen dat in de toekomst tools zoals James Webb Ruimtetelescoopdie NASA in 2021 in de ruimte wil plaatsen, zullen ze kunnen bepalen of de planeten een atmosfeer hebben en de samenstelling ervan kunnen bestuderen.

De onderzoekers gebruikten daarvoor computersoftware hypothetische klimaatmodellering planeet TOI 700 d. Omdat het nog niet bekend is welke gassen zich in de atmosfeer kunnen bevinden, zijn er verschillende opties en scenario's getest, waaronder opties die uitgaan van de moderne atmosfeer van de aarde (77% stikstof, 21% zuurstof, methaan en koolstofdioxide), de waarschijnlijke samenstelling van de atmosfeer van de aarde 2,7 miljard jaar geleden (voornamelijk methaan en koolstofdioxide) en zelfs de atmosfeer van Mars (veel koolstofdioxide), die daar waarschijnlijk 3,5 miljard jaar geleden bestond.

Uit deze modellen bleek dat als de atmosfeer van TOI 700 d een combinatie van methaan, kooldioxide of waterdamp bevat, de planeet bewoonbaar zou kunnen zijn. Nu moet het team deze hypothesen bevestigen met behulp van de eerder genoemde Webb-telescoop.

Tegelijkertijd laten klimaatsimulaties van NASA zien dat zowel de atmosfeer als de gasdruk van de aarde niet voldoende zijn om vloeibaar water op het oppervlak vast te houden. Als we op TOI 700 d dezelfde hoeveelheid broeikasgassen zouden plaatsen als op aarde, zou de oppervlaktetemperatuur nog steeds onder nul zijn.

Simulaties van alle deelnemende teams laten zien dat het planetaire klimaat rond kleine en donkere sterren zoals TOI 700 echter heel anders is dan wat we op onze aarde ervaren.

Interessant nieuws

Het meeste van wat we weten over exoplaneten, of planeten die rond het zonnestelsel draaien, komt uit de ruimte. Het scande de hemel van 2009 tot 2018 en vond meer dan 2600 planeten buiten ons zonnestelsel.

NASA gaf vervolgens het stokje van ontdekking door aan de TESS(2)-sonde, die in april 2018 in het eerste jaar van zijn bestaan ​​in de ruimte werd gelanceerd, evenals aan negenhonderd onbevestigde objecten van dit type. Op zoek naar planeten die astronomen niet kennen, zal het observatorium de hele hemel doorzoeken, nadat het genoeg heeft gezien van 200 XNUMX. de helderste sterren.

2. Transitsatelliet voor verkenning van exoplaneten

TESS maakt gebruik van een reeks groothoekcamerasystemen. Het is in staat de massa, grootte, dichtheid en baan van een grote groep kleine planeten te bestuderen. De satelliet werkt volgens de methode zoeken op afstand naar helderheidsdips mogelijk naar verwijzen planetaire transits - de passage van objecten in een baan voor de gezichten van hun moedersterren.

De afgelopen maanden hebben een reeks uiterst interessante ontdekkingen plaatsgevonden, deels dankzij het nog relatief nieuwe ruimteobservatorium, deels met behulp van andere instrumenten, waaronder instrumenten op de grond. Een paar weken voor onze ontmoeting met de tweelingbroer van de aarde was er informatie over de ontdekking van een planeet die rond twee zonnen draait, net als Tatooine uit Star Wars!

TOI-planeet 1338 b gevonden op XNUMX lichtjaar afstand, in het sterrenbeeld van de Kunstenaar. De omvang ervan ligt tussen de afmetingen van Neptunus en Saturnus. Het object ervaart regelmatig wederzijdse verduisteringen van zijn sterren. Ze draaien om elkaar heen in een cyclus van vijftien dagen, de ene iets groter dan onze zon en de andere veel kleiner.

In juni 2019 verscheen informatie dat er letterlijk twee aardse planeten in onze ruimte-achtertuin waren ontdekt. Dit wordt gerapporteerd in een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Astronomy and Astrophysics. Beide locaties bevinden zich in een ideale zone waar water kan ontstaan. Ze hebben waarschijnlijk een rotsachtig oppervlak en draaien rond de zon, ook wel bekend als ster van Teegarden (3), gelegen op slechts 12,5 lichtjaar van de aarde.

- zei de hoofdauteur van de ontdekking, Matthias Zechmeister, Research Fellow, Instituut voor Astrofysica, Universiteit van Göttingen, Duitsland. -

3. Teegarden-sterrenstelsel, visualisatie

De intrigerende onbekende werelden die TESS afgelopen juli ontdekte, draaien op hun beurt rond UCAC sterren4 191-004642, drieënzeventig lichtjaar van de aarde.

Planetair systeem met een gastster, nu aangeduid als TOI 270, bevat minstens drie planeten. Een van hen, TOI 270 b, iets groter dan de aarde, de andere twee zijn mini-Neptunussen, behorend tot een klasse planeten die niet in ons zonnestelsel voorkomen. De ster is koud en niet erg helder, ongeveer 40% kleiner en minder massief dan de zon. De oppervlaktetemperatuur is ongeveer tweederde warmer dan die van onze eigen sterrengenoot.

Het zonnestelsel TOI 270 bevindt zich in het sterrenbeeld van de Kunstenaar. De planeten waaruit het bestaat, draaien zo dicht bij de ster dat hun banen in het begeleidende satellietsysteem van Jupiter passen (4).

4. Vergelijking van het TOI 270-systeem met het Jupiter-systeem

Verder onderzoek van dit systeem kan mogelijk nog meer planeten aan het licht brengen. Degenen die verder van de zon draaien dan TOI 270 d kunnen koud genoeg zijn om vloeibaar water vast te houden en uiteindelijk leven te veroorzaken.

TESS is het bekijken waard

Ondanks het relatief grote aantal ontdekkingen van kleine exoplaneten, bevinden de meeste van hun moedersterren zich op een afstand van tussen de 600 en 3 meter. lichtjaren van de aarde, te ver en te donker voor gedetailleerde observatie.

In tegenstelling tot Kepler richt TESS zich vooral op het vinden van planeten rond de dichtstbijzijnde buren van de zon die helder genoeg zijn om nu en later met andere instrumenten te worden waargenomen. Van april 2018 tot heden heeft TESS het al ontdekt meer dan 1500 kandidaatplaneten. De meeste zijn ruim twee keer zo groot als de aarde en hebben minder dan tien dagen nodig om rond de aarde te draaien. Als gevolg hiervan ontvangen ze veel meer warmte dan onze planeet, en zijn ze te heet voor vloeibaar water op hun oppervlak.

Het is vloeibaar water dat nodig is om de exoplaneet bewoonbaar te maken. Het dient als voedingsbodem voor chemicaliën die met elkaar kunnen interageren.

Theoretisch wordt aangenomen dat exotische levensvormen zouden kunnen bestaan ​​onder omstandigheden van hoge druk of zeer hoge temperaturen - zoals het geval is met extremofielen die worden gevonden in de buurt van hydrothermale ventilatieopeningen, of met microben die bijna een kilometer onder de West-Antarctische ijskap verborgen zijn.

De ontdekking van dergelijke organismen werd echter mogelijk gemaakt door het feit dat mensen de extreme omstandigheden waarin ze leven direct konden bestuderen. Helaas konden ze in de diepe ruimte niet worden gedetecteerd, vooral niet vanaf een afstand van vele lichtjaren.

De zoektocht naar leven en zelfs bewoning buiten ons zonnestelsel is nog steeds volledig afhankelijk van observatie op afstand. Zichtbare vloeibare wateroppervlakken die potentieel gunstige omstandigheden voor leven creëren, kunnen interageren met de atmosfeer erboven, waardoor op afstand detecteerbare biosignaturen ontstaan ​​die zichtbaar zijn met telescopen op de grond. Dit kunnen gassamenstellingen zijn die bekend zijn van de aarde (zuurstof, ozon, methaan, kooldioxide en waterdamp) of componenten van de atmosfeer van de oude aarde, bijvoorbeeld 2,7 miljard jaar geleden (voornamelijk methaan en kooldioxide, maar geen zuurstof). . ).

Op zoek naar een plek "precies goed" en de planeet die daar leeft

Sinds de ontdekking van 51 Pegasi b in 1995 zijn er meer dan XNUMX exoplaneten geïdentificeerd. Tegenwoordig weten we zeker dat de meeste sterren in onze Melkweg en het universum omgeven zijn door planetenstelsels. Maar slechts enkele tientallen gevonden exoplaneten zijn potentieel bewoonbare werelden.

Wat maakt een exoplaneet bewoonbaar?

De belangrijkste voorwaarde is het reeds genoemde vloeibare water op het oppervlak. Om dit mogelijk te maken hebben we allereerst dit vaste oppervlak nodig, d.w.z. rotsachtige grondо акже атмосфераen compact genoeg om druk te creëren en de temperatuur van het water te beïnvloeden.

Je hebt ook nodig juiste sterdie niet te veel straling op de planeet brengt, die de atmosfeer wegblaast en levende organismen vernietigt. Elke ster, inclusief onze zon, zendt voortdurend enorme doses straling uit, dus het zou ongetwijfeld gunstig zijn voor het bestaan ​​van leven om zichzelf ertegen te beschermen. een magnetisch veldzoals geproduceerd door de kern van vloeibaar metaal van de aarde.

Omdat er echter andere mechanismen kunnen zijn om het leven tegen straling te beschermen, is dit slechts een wenselijk element en geen noodzakelijke voorwaarde.

Traditioneel zijn astronomen geïnteresseerd in levenszones (ecosferen) in sterrenstelsels. Dit zijn gebieden rond de sterren waar de heersende temperatuur verhindert dat water voortdurend kookt of bevriest. Er wordt vaak over dit gebied gesproken. "Goudlokjezone"omdat “precies goed voor het leven”, wat verwijst naar de motieven van een populair kindersprookje (5).

5. De levenszone rond de ster

En wat weten we tot nu toe over exoplaneten?

De ontdekkingen die tot nu toe zijn gedaan, laten zien dat de diversiteit van planetenstelsels heel erg groot is. De enige planeten waar we ongeveer dertig jaar geleden iets over wisten, bevonden zich in het zonnestelsel, dus we dachten dat kleine en vaste objecten rond sterren draaien, en dat alleen verder daarvandaan ruimte is gereserveerd voor grote gasvormige planeten.

Het bleek echter dat er helemaal geen ‘wetten’ zijn met betrekking tot de locatie van de planeten. We komen gasreuzen tegen die bijna tegen hun sterren wrijven (zogenaamde hete Jupiters), maar ook compacte systemen van relatief kleine planeten zoals TRAPPIST-1 (6). Soms bewegen planeten in zeer excentrische banen rond dubbelsterren, en er zijn ook 'zwervende' planeten, hoogstwaarschijnlijk uit jonge systemen geworpen, die vrij rondzweven in de interstellaire leegte.

6. Visualisatie van de planeten van het TRAPPIST-1-systeem

Dus in plaats van grote gelijkenis zien we een grote diversiteit. Als dit op systeemniveau gebeurt, waarom zouden de omstandigheden van exoplaneten dan lijken op alles wat we uit de directe omgeving weten?

En als we nog dieper gaan: waarom zouden de vormen van hypothetisch leven vergelijkbaar zijn met de vormen die we kennen?

Supercategorie

Op basis van de gegevens verzameld door Kepler berekende een NASA-wetenschapper in 2015 dat onze Melkweg zelf dat ook heeft miljard aardachtige planetenI. Veel astrofysici hebben benadrukt dat dit een conservatieve schatting was. Verder onderzoek heeft aangetoond dat de Melkweg de thuisbasis zou kunnen zijn 10 miljard aardse planeten.

Wetenschappers wilden niet uitsluitend vertrouwen op de door Kepler gevonden planeten. De transitmethode die in deze telescoop wordt gebruikt, is beter geschikt voor het detecteren van grote planeten (zoals Jupiter) dan planeten ter grootte van de aarde. Dit betekent dat de gegevens van Kepler waarschijnlijk het aantal planeten zoals de onze een beetje vervalsen.

De beroemde telescoop observeerde kleine dipjes in de helderheid van een ster, veroorzaakt door een planeet die ervoor passeerde. Grotere objecten blokkeren begrijpelijkerwijs meer licht van hun sterren, waardoor ze gemakkelijker te herkennen zijn. De methode van Kepler was gericht op kleine, niet de helderste sterren, waarvan de massa ongeveer een derde was van de massa van onze zon.

Hoewel de Kepler-telescoop niet erg goed was in het vinden van kleine planeten, vond hij een vrij groot aantal zogenaamde superaardes. Dit is de naam van exoplaneten met een massa groter dan die van de aarde, maar veel minder dan Uranus en Neptunus, die respectievelijk 14,5 en 17 keer zwaarder zijn dan onze planeet.

De term 'superaarde' verwijst dus alleen naar de massa van de planeet, wat betekent dat het niet verwijst naar de toestand van het oppervlak of de bewoonbaarheid. Er is ook een alternatieve term "gasdwergen". Volgens sommigen kan het nauwkeuriger zijn voor objecten in het bovenste deel van de massaschaal, hoewel vaker een andere term wordt gebruikt: de reeds genoemde "mini-Neptunus".

De eerste superaardes werden ontdekt Alexander Volschchan i Dalea Fraila rond pulsar PSR B1257+12 in 1992. De twee buitenste planeten van het systeem zijn klopgeestти fobetor - ze hebben een massa van ongeveer vier keer de massa van de aarde, wat te klein is om gasreuzen te zijn.

De eerste superaarde rond een hoofdreeksster is geïdentificeerd door een team onder leiding van Eugenio-rivierj in 2005. Het draait om Glijden 876 en kreeg de titel Gliese 876 d (Eerder werden in dit systeem twee gasreuzen ter grootte van Jupiter ontdekt). De geschatte massa is 7,5 keer de massa van de aarde, en de revolutieperiode eromheen is erg kort, ongeveer twee dagen.

Er zijn zelfs nog hetere objecten in de superaardeklasse. Ontdekt bijvoorbeeld in 2004 Het is Kankri 55, die zich veertig lichtjaar verderop bevindt, draait rond zijn ster in de kortste cyclus van alle bekende exoplaneten: slechts 17 uur en 40 minuten. Met andere woorden: een jaar op 55-jarige leeftijd in Cancri e duurt minder dan 18 uur. De exoplaneet draait ongeveer 26 keer dichter bij zijn ster dan Mercurius.

De nabijheid van de ster betekent dat het oppervlak van 55 Cancri e lijkt op de binnenkant van een hoogoven met een temperatuur van minstens 1760°C! Nieuwe waarnemingen met de Spitzer-telescoop laten zien dat 55 Cancri e een massa heeft die 7,8 keer groter is en een straal die iets meer dan tweemaal zo groot is als die van de aarde. De Spitzer-resultaten suggereren dat ongeveer een vijfde van de massa van de planeet zou moeten bestaan ​​uit elementen en lichte verbindingen, inclusief water. Bij deze temperatuur betekent dit dat deze stoffen zich in een ‘superkritische’ toestand tussen vloeistof en gas bevinden en het oppervlak van de planeet kunnen verlaten.

Maar superaardes zijn niet altijd zo wild. Afgelopen juli ontdekte een internationaal team van astronomen met behulp van TESS een nieuwe exoplaneet in zijn soort in het sterrenbeeld Hydra, ongeveer eenendertig lichtjaar van de aarde. Artikel gemarkeerd als GDJ357d (7) tweemaal de diameter en zes keer de massa van de aarde. Het bevindt zich aan de buitenrand van de woonwijk van de ster. Wetenschappers geloven dat er mogelijk water op het oppervlak van deze superaarde zit.

ze zei Diana Kosakovskyen Research Fellow aan het Max Planck Instituut voor Astronomie in Heidelberg, Duitsland.

7. Planeet GJ 357 d — visualisatie

Een systeem in een baan rond een dwergster, ongeveer een derde van de grootte en massa van onze eigen zon en 40% kouder, wordt aangevuld met aardse planeten. GJ 357 geb en nog een superaarde GJ 357 d. De studie van het systeem werd op 31 juli 2019 gepubliceerd in het tijdschrift Astronomy and Astrophysics.

Afgelopen september rapporteerden onderzoekers dat een nieuw ontdekte superaarde, op 111 lichtjaar afstand, "de beste habitatkandidaat is die momenteel bekend is." Ontdekt in 2015 door de Kepler-telescoop. K2-18b (8) heel anders dan onze thuisplaneet. Het heeft meer dan acht keer zijn massa, wat betekent dat het ofwel een ijsreus is zoals Neptunus, ofwel een rotsachtige wereld met een dichte, waterstofrijke atmosfeer.

De baan van K2-18b is zeven keer dichter bij zijn ster dan de afstand van de aarde tot de zon. Omdat het object echter in een baan rond een donkerrode M-dwerg draait, bevindt deze baan zich in een zone die potentieel gunstig is voor leven. Voorlopige modellen voorspellen dat de temperaturen op K2-18b variëren van -73 tot 46°C, en als het object ongeveer dezelfde reflectiviteit heeft als de aarde, zou de gemiddelde temperatuur vergelijkbaar moeten zijn met die van ons.

– zei een astronoom van University College London tijdens een persconferentie, Angelos Ciaras.

Het is moeilijk om als de aarde te zijn

Een aarde-analoog (ook wel een aarde-tweeling of aarde-achtige planeet genoemd) is een planeet of maan met omgevingsomstandigheden die vergelijkbaar zijn met die op aarde.

De duizenden tot nu toe ontdekte exoplanetaire sterrenstelsels verschillen van ons zonnestelsel en bevestigen de zogenaamde zeldzame aarde-hypotheseI. Filosofen wijzen er echter op dat het universum zo groot is dat er ergens een planeet moet zijn die bijna identiek is aan de onze. Het is mogelijk dat het in de verre toekomst mogelijk zal zijn om de technologie te gebruiken om kunstmatig analogen van de aarde te verkrijgen door de zogenaamde. . Modieus nu multitheorie theorie ze suggereren ook dat een aardse tegenhanger in een ander universum zou kunnen bestaan, of zelfs een andere versie van de aarde zelf zou kunnen zijn in een parallel universum.

In november 2013 meldden astronomen dat er, op basis van gegevens van de Kepler-telescoop en andere missies, wel 40 miljard planeten ter grootte van de aarde zouden kunnen zijn in de bewoonbare zone van zonachtige sterren en rode dwergen in het Melkwegstelsel.

De statistische verdeling liet zien dat de dichtstbijzijnde niet meer dan twaalf lichtjaar van ons verwijderd kan zijn. In hetzelfde jaar werd bevestigd dat verschillende kandidaten die door Kepler waren ontdekt met een diameter van minder dan 1,5 keer de straal van de aarde, in een baan rond sterren in de bewoonbare zone waren. Het duurde echter tot 2015 voordat de eerste dicht bij de aarde kandidaat werd aangekondigd – bijvoorbeeldplanetę Kepler-452b.

De waarschijnlijkheid dat je een aardanaloog vindt, hangt voornamelijk af van de eigenschappen die je wilt hebben. Standaard maar niet absolute omstandigheden: planeetgrootte, zwaartekracht aan het oppervlak, grootte en type van de moederster (dwz analoog aan de zon), orbitale afstand en stabiliteit, axiale kanteling en rotatie, vergelijkbare geografie, aanwezigheid van oceanen, atmosfeer en klimaat, sterke magnetosfeer. .

Als daar complex leven zou bestaan, zouden bossen het grootste deel van het aardoppervlak kunnen bedekken. Als er intelligent leven zou bestaan, zouden sommige gebieden verstedelijkt kunnen worden. De zoektocht naar exacte analogieën met de aarde kan echter misleidend zijn vanwege zeer specifieke omstandigheden op en rond de aarde. Zo beïnvloedt het bestaan ​​van de maan bijvoorbeeld veel verschijnselen op onze planeet.

Het Planetary Habitability Laboratory van de Universiteit van Puerto Rico in Arecibo heeft onlangs een lijst samengesteld met kandidaten voor aardse analogen (9). Meestal begint dit type classificatie met grootte en massa, maar dit is een illusoir criterium, gezien bijvoorbeeld Venus, die dicht bij ons staat, die bijna even groot is als de aarde, en welke omstandigheden daarop heersen. , het is bekend.

9. Veelbelovende exoplaneten - potentiële analogen van de aarde, volgens het Planetary Habitability Laboratory

Een ander vaak aangehaald criterium is dat de aarde-analoog een vergelijkbare oppervlaktegeologie moet hebben. De meest bekende voorbeelden zijn Mars en Titan, en hoewel er overeenkomsten zijn in termen van topografie en samenstelling van de oppervlaktelagen, zijn er ook significante verschillen, zoals temperatuur.

Veel oppervlaktematerialen en landvormen ontstaan ​​immers alleen als gevolg van interactie met water (bijvoorbeeld klei en afzettingsgesteenten) of als bijproduct van het leven (bijvoorbeeld kalksteen of steenkool), interactie met de atmosfeer, vulkanische activiteit of menselijk ingrijpen.

Er moet dus een echte analoog van de aarde worden gecreëerd door soortgelijke processen, met een atmosfeer, vulkanen die in wisselwerking staan ​​met het oppervlak, vloeibaar water en een of andere vorm van leven.

Voor de atmosfeer wordt eveneens uitgegaan van het broeikaseffect. Tenslotte wordt de oppervlaktetemperatuur gebruikt. Het wordt beïnvloed door het klimaat, dat op zijn beurt wordt beïnvloed door de baan en rotatie van de planeet, die elk nieuwe variabelen introduceren.

Een ander criterium voor een ideale analogie van de levengevende aarde is dat dit moet baan rond de zonne-analoog. Dit element kan echter niet volledig worden gerechtvaardigd, omdat een gunstige omgeving in staat is het lokale uiterlijk van veel verschillende soorten sterren te creëren.

In de Melkweg zijn de meeste sterren bijvoorbeeld kleiner en donkerder dan de zon. Eén ervan werd eerder genoemd TRAPPIST-1, bevindt zich op een afstand van 10 lichtjaar in het sterrenbeeld Waterman en is ongeveer 2 keer kleiner en 1. keer minder helder dan onze zon, maar er zijn minstens zes aardse planeten in de bewoonbare zone. Deze omstandigheden lijken misschien ongunstig voor het leven zoals wij dat kennen, maar TRAPPIST-XNUMX heeft waarschijnlijk een langer leven voor de boeg dan onze ster, dus het leven heeft daar nog voldoende tijd om zich te ontwikkelen.

Water bedekt 70% van het aardoppervlak en wordt beschouwd als een van de ijzeren voorwaarden voor het bestaan ​​van de ons bekende levensvormen. Hoogstwaarschijnlijk is de waterwereld een planeet Kepler-22p, gelegen in de bewoonbare zone van een zonachtige ster maar veel groter dan de aarde, blijft de feitelijke chemische samenstelling ervan onbekend.

Uitgevoerd in 2008 door een astronoom Michaela Meijeren van de Universiteit van Arizona laten onderzoeken naar kosmisch stof in de buurt van nieuw gevormde sterren zoals de zon zien dat we bij 20 tot 60% van de analogen van de zon bewijs hebben voor de vorming van rotsachtige planeten in processen die vergelijkbaar zijn met die welke tot de vorming hebben geleid van de aarde.

In 2009 stad Alan baas van het Carnegie Institute of Science suggereerde dat alleen in onze Melkweg de Melkweg kan bestaan 100 miljard aardachtige planetenh.

In 2011 concludeerde NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL), eveneens gebaseerd op waarnemingen van de Kepler-missie, dat ongeveer 1,4 tot 2,7% van alle zonachtige sterren in bewoonbare zones rond planeten ter grootte van de aarde zouden moeten draaien. Dit betekent dat er alleen al in het Melkwegstelsel 2 miljard sterrenstelsels kunnen zijn, en aangenomen dat deze schatting voor alle sterrenstelsels geldt, zouden er zelfs 50 miljard sterrenstelsels in het waarneembare heelal kunnen zijn. 100 biljoen.

In 2013 suggereerde het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, op basis van een statistische analyse van aanvullende Kepler-gegevens, dat er op zijn minst 17 miljard planeten de grootte van de aarde - zonder rekening te houden met hun locatie in woonwijken. Een onderzoek uit 2019 wees uit dat planeten ter grootte van de aarde in een baan rond een van de zes zonachtige sterren kunnen draaien.

Patroon op gelijkenis

De Earth Gelijkenis Index (ESI) is een voorgestelde maatstaf voor de gelijkenis van een planetair object of natuurlijke satelliet met de aarde. Het is ontworpen op een schaal van nul tot één, waarbij de aarde de waarde één heeft gekregen. De parameter is bedoeld om de vergelijking van planeten in grote databases te vergemakkelijken.

ESI, voorgesteld in 2011 in het tijdschrift Astrobiology, combineert informatie over de straal, dichtheid, snelheid en oppervlaktetemperatuur van een planeet.

Website onderhouden door een van de auteurs van het artikel uit 2011, Abla Mendes van de Universiteit van Puerto Rico, geeft zijn berekeningen van indices voor verschillende exoplanetaire systemen. De ESI van Mendesa wordt berekend met behulp van de formule in illustratie 10waar x_i hun_i0 zijn de eigenschappen van het buitenaardse lichaam in relatie tot de aarde, v_i de gewogen exponent van elke eigenschap en het totale aantal eigenschappen. Op basis daarvan is gebouwd Breya-Curtis-gelijkenisindex.

Het gewicht dat aan elke eigenschap wordt toegekend, w_i, is elke optie die kan worden geselecteerd om bepaalde kenmerken boven andere te benadrukken, of om de gewenste index- of rangschikkingsdrempels te bereiken. De website categoriseert ook wat zij beschrijft als de mogelijkheid om op exoplaneten en exo-manen te leven volgens drie criteria: locatie, ESI en suggestie van de mogelijkheid om organismen in de voedselketen te houden.

Als resultaat hiervan werd bijvoorbeeld aangetoond dat de op een na grootste ESI in het zonnestelsel van Mars is en 0,70 bedraagt. Sommige van de in dit artikel genoemde exoplaneten overschrijden dit cijfer, en sommige zijn onlangs ontdekt Tigarden geb het heeft de hoogste ESI van alle bevestigde exoplaneten, namelijk 0,95.

Als we het hebben over aardachtige en bewoonbare exoplaneten, mogen we de mogelijkheid van bewoonbare exoplaneten of satelliet-exoplaneten niet vergeten.

Het bestaan ​​van natuurlijke extrasolaire satellieten moet nog worden bevestigd, maar in oktober 2018 heeft prof. David Kipping kondigde de ontdekking aan van een potentiële exomaan die in een baan om het object draait Kepler-1625p.

Grote planeten in het zonnestelsel, zoals Jupiter en Saturnus, hebben grote manen die in sommige opzichten levensvatbaar zijn. Bijgevolg hebben sommige wetenschappers gesuggereerd dat grote planeten buiten het zonnestelsel (en binaire planeten) mogelijk vergelijkbare grote potentieel bewoonbare satellieten kunnen hebben. Een maan met voldoende massa kan zowel een Titan-achtige atmosfeer als vloeibaar water op het oppervlak ondersteunen.

Van bijzonder belang in dit verband zijn enorme planeten buiten het zonnestelsel waarvan bekend is dat ze zich in de bewoonbare zone bevinden (zoals Gliese 876 b, 55 Cancer f, Upsilon Andromedae d, 47 Ursa Major b, HD 28185 b en HD 37124 c), omdat ze potentieel hebben natuurlijke satellieten met vloeibaar water op het oppervlak.

Leven rond een rode of witte ster?

Gewapend met bijna twintig jaar aan ontdekkingen in de wereld van exoplaneten, zijn astronomen zich al een beeld gaan vormen van hoe een bewoonbare planeet eruit zou kunnen zien, hoewel de meeste zich hebben geconcentreerd op wat we al weten: een aarde-achtige planeet die rond een gele dwerg draait. De onze. De zon, geclassificeerd als een G-type hoofdreeksster. Hoe zit het met kleinere rode M-sterren, waarvan er nog veel meer zijn in onze Melkweg?

Hoe zou ons huis eruit zien als het in een baan om een ​​rode dwerg zou draaien? Het antwoord is een beetje aardachtig, en grotendeels niet aardachtig.

Vanaf het oppervlak van zo’n denkbeeldige planeet zouden we allereerst een hele grote zon zien. Het lijkt erop dat dit anderhalf tot drie keer meer is dan wat we nu voor ogen hebben, gezien de nabijheid van de baan. Zoals de naam al doet vermoeden, zal de zon rood gloeien vanwege de lagere temperatuur.

Rode dwergen zijn twee keer zo warm als onze zon. In eerste instantie lijkt zo'n planeet misschien een beetje vreemd aan de aarde, maar niet schokkend. De echte verschillen worden pas duidelijk als we ons realiseren dat de meeste van deze objecten synchroon met de ster roteren, zodat één kant altijd naar de ster is gericht, zoals onze maan dat doet met de aarde.

Dit betekent dat de andere kant echt donker blijft, omdat deze geen toegang heeft tot een lichtbron - in tegenstelling tot de maan, die lichtjes wordt verlicht door de zon van de andere kant. In feite is de algemene aanname dat het deel van de planeet dat in het eeuwige daglicht bleef, zou opbranden, en dat dat in de eeuwige nacht zou vallen, zou bevriezen. Maar... zo zou het niet moeten zijn.

Jarenlang hebben astronomen het gebied van de rode dwergen uitgesloten als jachtgebied van de aarde, in de overtuiging dat het verdelen van de planeet in twee totaal verschillende delen geen van beide onbewoonbaar zou maken. Sommigen merken echter op dat atmosferische werelden een specifieke circulatie zullen hebben die ervoor zorgt dat dikke wolken zich aan de zonnige kant ophopen om te voorkomen dat intense straling het oppervlak verbrandt. Circulerende stromingen zouden ook de warmte over de hele planeet verspreiden.

Bovendien zou deze verdikking van de atmosfeer overdag een belangrijke bescherming kunnen bieden tegen andere stralingsgevaren. Jonge rode dwergen zijn de eerste paar miljard jaar van hun activiteit zeer actief en zenden vuurpijlen en ultraviolette straling uit.

Dikke wolken beschermen waarschijnlijk potentieel leven, hoewel het waarschijnlijker is dat hypothetische organismen zich diep in de planetaire wateren verstoppen. Tegenwoordig geloven wetenschappers zelfs dat straling, bijvoorbeeld in het ultraviolette bereik, de ontwikkeling van organismen niet verhindert. Het vroege leven op aarde, waaruit alle ons bekende organismen, inclusief de homo sapiens, zijn voortgekomen, ontwikkelde zich immers onder omstandigheden van sterke UV-straling.

Dit komt overeen met de omstandigheden die worden geaccepteerd op de dichtstbijzijnde, bij ons bekende, aardachtige exoplaneet. Astronomen van Cornell University zeggen dat het leven op aarde sterkere straling heeft ervaren dan bekend is Proxima-b.

Proxima-b, gelegen op slechts 4,24 lichtjaar van het zonnestelsel en de dichtstbijzijnde rotsachtige aarde-achtige planeet die we kennen (hoewel we er bijna niets van weten), ontvangt 250 keer meer röntgenstraling dan de aarde. Het kan ook dodelijke niveaus van ultraviolette straling op zijn oppervlak ervaren.

Er wordt aangenomen dat er Proxima-b-achtige omstandigheden bestaan ​​voor TRAPPIST-1, Ross-128b (bijna elf lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Maagd) en LHS-1140 b (veertig lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Cetus). systemen.

Andere veronderstellingen zijn van belang opkomst van potentiële organismen. Aangezien een donkerrode dwerg veel minder licht zou uitstralen, wordt verondersteld dat als de planeet die eromheen draait organismen zou bevatten die op onze planten lijken, ze licht zouden moeten absorberen over een veel groter bereik van golflengten voor fotosynthese, wat zou betekenen dat "exoplaneten" zouden kunnen naar onze mening bijna zwart zijn (zie ook: ). Het is echter de moeite waard om te beseffen dat planten met een andere kleur dan groen ook op aarde bekend zijn en licht op een iets andere manier absorberen.

Onlangs zijn onderzoekers geïnteresseerd geweest in een andere categorie objecten: witte dwergen, vergelijkbaar in grootte met de aarde, die strikt genomen geen sterren zijn, maar een relatief stabiele omgeving om hen heen creëren, die miljarden jaren lang energie uitstraalt, wat ze tot intrigerende doelwitten maakt. exoplanetair onderzoek. .

Hun kleine formaat en, als gevolg daarvan, het grote transitsignaal van een mogelijke exoplaneet maken het mogelijk om eventuele rotsachtige planetaire atmosferen waar te nemen met telescopen van de nieuwe generatie. Astronomen willen alle gebouwde en geplande observatoria, inclusief de James Webb-telescoop, op aarde gebruiken Extreem grote telescoopevenals de toekomst oorsprong, HabEx i LOUVOIRals ze ontstaan.

Er is één probleem in dit wonderbaarlijk groeiende gebied van onderzoek, onderzoek en verkenning van exoplaneten, op dit moment onbeduidend, maar een dat in de loop van de tijd urgent kan worden. Welnu, als we er dankzij steeds geavanceerdere instrumenten eindelijk in slagen een exoplaneet te ontdekken - de tweeling van de aarde die aan alle complexe eisen voldoet, gevuld met water, lucht en temperatuur precies goed, en deze planeet zal er "vrij" uitzien , dan zonder technologie die het mogelijk maakt om daar op een redelijke tijd heen te vliegen, beseffen dat het een kwelling kan zijn.

Maar gelukkig hebben we dit probleem nog niet.