Egzoplanetos

Exoplanet

Egzoplaneta arba planeta apie kitą žvaigždę atrasta dar 1992 metais Arecibo teleskopu arba A. Wolszczan bei D. Frail publikacija. 1995 prasidėjusi didžioji egzoplanetų medžioklė vyksta intensyviai.

Exoplanet

3.6 m skersmens teleskopas La Silla vietovėje. Serge Brunier nuotrauka

Kepler (užbaigęs stebėjimų misiją) ir TESS (veikiantis) kosminiai teleskopai atrado per 4000 egzoplanetų. 2019 metais du Šveicarijos astronomai, Michel Mayor ir Didier Queloz, pasidalino antra Nobelio premijos puse už pirmosios ne Saulės sistemai priklausančios planetos atradimą prie Saulės klasės žvaigždės. Jie, M. Mayor ir D. Queloz, 1995 atrado egzoplanetą prie 51 Pegasi žvaigždės, esančios už 50 šviesmečių (šm) Pegaso žvaigždyne. Nuo tada atrasta tūkstančiai egzoplanetų ir jų sistemų – prasidėjo nauja era, transformuojanti suvokimą apie žmonijos padėtį Visatoje. 2021 spalio 31 ruošiamasi iškelti James Webb Kosminį Teleskopą (JWST) ir juo tyrinėti egzoplanetų atmosferas.

Egzoplanetų paieškų misijose be paminėtų Kepler, TESS ir būsimo JWST, dalyvavo ar dalyvaus WFIRST, Hubble, Spitzer, PLATO, CHEOPS, Gaia, CoRoT kosminiai teleskopai.

Egzoplanetos – paieškos metodai

Egzoplanetos, kurių 2021 vasario pabaigoje jau patvirtinta 4352, yra atrandamos 5 pagrindiniais būdais: radialinių greičių matavimas (atrastos 827 egzoplanetos); tranzito metodas (atrastos 3314 egzoplanetų); tiesioginis stebėjimas (atrasta 51 egzoplaneta); mikrolęšių metodas (106 egzoplanetos); astrometrinis metodas (1 egzoplaneta).

Radialinių greičių matavimas: planetos ir žvaigždė skrieja aplink bendrą masių centrą, o žvaigždės radialinis greitis (greitis, kuriuo žvaigždė juda link mūsų arba nuo mūsų) nuolatos kinta. Kintant radialiniam greičiui, sugerties linijos žvaigždės spektre dėl Doplerio efekto periodiškai slankioja. Kai žvaigždė artėja link mūsų, tai stebimas sugerties linijų poslinkis link mėlynų spindulių, kai tolsta – stebimas poslinkis link raudonų spindulių pusės.

Žvaigždė, besisukdama apie bendrą masių centrą, tai tolsta, tai artėja ir jos sugerties linijų poslinkis kinta

Tranzitų metodas: jei planeta, skriedama apie žvaigždę, atsiduria tarp žvaigždės ir krypties į Žemę, tada planeta dengia žvaigždės diską ir žvaigždės spindesys truputį susilpnėja. Spindesio susilpnėjimas priklauso nuo žvaigždės ir planetos dydžių.

Tranzitas: planeta užtemdo dalį žvaigždės šviesos

Tranzitas: kuo didesnė planeta, tuo labiau užtemdo žvaigždės šviesą

Tranzitas: kelios egzoplanetos kitaip pritemdo žvaigždės šviesą

Tiesioginis stebėjimas

Egzoplanetų paieškos, kuomet planeta stebima tiesiogiai (užtemdant žvaigždės šviesą), metodas tik pradedamas naudoti. Labai tikimasi, kad šis metodas ilgainiui taps pagrindine priemone ieškant ir apibūdinant egzoplanetas, jų atmosferos modelius, vandenynų ir sausumos pasiskirstymą.

Mikrolęšio efekto metodas

Mikrolęšio efektas stebimas kai viena žvaigždė juda priešais kitą stebėtojo atžvilgiu. Tuomet arčiau esančios žvaigždės gravitacinis laukas veikia kaip glaudžiamasis lęšis, užlenkdamas toliau esančios žvaigždės spindulius ir sukeldamas vadinamąjį mikrolęšio efektą. Slenkant šiai žvaigždei, dėl jos sukeliamo mikrolęšio efekto, toliau esančios žvaigždės šviesis žvelgiant stebėtojo akimis tolygiai didėja, o po to lygiai taip pat tolygiai grįžta prie savo įprastos vertės. Jei mikrolęšio efektą sukelianti žvaigždė turi planetą, ji veikia kaip lęšio defektas ir stebimos žvaigždės šviesos kreivėje atsiranda staigus trumpalaikis šviesos pokytis.

Egzoplanetų paieškos astrometrinio metodo iliustracija

Astrometriniu metodu matuojamos žvaigždės koordinatės ir kai žvaigždė skrieja apie bendrą su egzoplaneta masių centrą, tuomet žvaigždės koordinates kinta. Šiam metodui būtina itin tiksli optika.

Egzoplanetos gyvybės zonoje

Kalbant apie egzoplanetas, naudojamas terminas Gyvybės Zona (arba Auksaplaukės juosta, pagal pasakos „Auksaplaukė ir trys meškiukai“ herojės vardą). Tai erdvė, apie žvaigždę dalis, kurioje susidariusios tinkamos sąlygos gyvybei (kokia yra Žemėje) atsirasti ir vystytis. Gyvybės Zona trumpiau – nei per karštos, nei per šaltos planetos, o jų paviršiuje yra sąlygos skystam vandeniui.

habitable

Gyvybės zonos pločio ir atstumo priklausomybė nuo žvaigždės spektrinės klasės

Gyvybės zonos plotis priklauso nuo žvaigždės spektrinės klasės. G klasės žvaigždės (mūsų Saulė) egzistavimo laikas yra ~ 10 mlrd metų, gyvybės zonos plotis yra nuo 75 iki 230 mln km atstumu nuo žvaigždės. M klasės žvaigždės (nykšukė) gyvavimo laikas siekia ~ 100 mlrd. metų, paviršiaus temperatūra 2 000 – 3 500 0C. Tokios žvaigždės gyvybės zona yra arčiau šviesulio ir siauresnė.

Egzoplanetos ir grupės

Pagal dydį egzoplanetos skirstomos į keturias grupes: uolėtos planetos (163); vandens pasauliai arba ledu dengtos milžinės (1342); dujiniai gigantai arba karštieji Jupiteriai (1362) ir šaltos dujinės milžinės (1479). Kartais atrastas egzoplanetas sunku priskirti konkrečiai grupei.

Uolėtos planetos sudarytos daugiausia iš uolienų ir metalų, jų masė gali siekti nuo 0.02 iki 12 Žemės masių. Panašios į Žemę, Venerą, Marsą ir Merkurijų, skrieja apie žvaigždę nuo 0.5 iki 1.5 A.V. (astronominis vienetas yra Žemės vidutinis atstumas nuo Saulės, ~ 150 mln km – A.V.), paviršiaus temperatūra nuo -100 0C iki 250 0C.

Dujiniai gigantai – Jupiterio masės (1.9 × 1027 kg, skrieja nuo Saulės 5.2 A.V.) egzoplanetos, skriejančios vos 0.015 iki 0.5 AV atstumu nuo žvaigždės. Jų paviršiaus temperatūra, manoma, yra apie 1000 0C, tad kartais vadinamos karštaisiais Jupiteriais. Pavyzdžiai yra Saturnas ir Jupiteris.

Į Neptūną ar Uraną panašios šaltos dujinės milžinės, kurių atmosferoje vyrauja vandenilis ir helis.

Superžemės yra egzotiškos planetos, masyvesnės už Žemę, tačiau lengvesnės už dujines milžines, tokias kaip Neptūnas. Sudarytos iš dujų, uolų arba abiejų medžiagų derinių.


Komentarai apie “Egzoplanetos”

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *