Exoplanet-tutkimuksen kenttä kasvaa edelleen harppauksin. Kiitos tehtävistä kuten Keplerin avaruusteleskooppi, yli neljätuhatta
Esimerkiksi ryhmä tähtitieteilijöitä pystyi kuvaamaan punaisen kääpiötähteen kiertävän planeetan pinnan ensimmäistä kertaa. Käyttämällä NASA: n tietoja Spitzer-avaruusteleskooppi, joukkue pystyi tarjoamaan harvinaisen välähdyksen planeetan pinnan olosuhteisiin. Ja vaikka nämä olosuhteet olivat melko epäkelpoisia - muistuttavat jotain Hadesin kaltaista, mutta vähemmän hengittävää ilmaa -, tämä edustaa suurta läpimurtoa eksoplaneettojen tutkimuksessa.
Kuten he ilmoittivat tutkimuksessaan, joka ilmestyi äskettäin lehdessä luonto, heidän havaitsemansa planeetta (LHS 3844b) on maanpäällinen (aka. kivinen) elin, joka kiertää viileää M-tyypin (punainen kääpiö) tähtiä, joka sijaitsee 48,6 valovuoden päässä maasta. Tämän planeetan havaitsi alun perin Exoplanet Survey-satelliitin kauttakulku (TESS) vuonna 2018, on 1,3-kertainen maapallon säteen kanssa ja kiertää tähtiä 11 päivän ajan.
TESS-nimelleen TESS havaitsi planeetan kauttakulkumenetelmällä, jossa tähtien valoisuuden määräajoin putoaminen on merkki siitä, että planeetta kulkee sen edessä (alias. Kulkemassa) havaitsijan suhteen. Seurannan aikana havainnoinnilla, jonka tiedot ovat peräisin SpitzerInfrapunayksikkö (IRAC), ryhmä pystyi havaitsemaan valon LHS 3844b: n pinnalle.
Tavallisesti tämä on vaikea näkymä, koska planeetan pinnalta heijastuva valo hukkuu tähdistä tulevan paljon kirkkaamman valon kautta. Koska planeetta kiertää niin
Tämä havainto oli ensimmäinen kerta Spitzer tiedot pystyivät tarjoamaan tietoa maanpäällisen planeetan ilmakehästä M-tyypin kääpiön ympärillä. Tämä on erityisen rohkaisevaa, koska M-tyypin kääpiöt ovat maailmankaikkeuden yleisimpiä tähtilajeja, ja niiden osuus on vain 75 prosenttia Linnunradan tähtiä. Ne ovat myös pitkäikäisimpiä, jotka pystyvät pysymään pääjärjestyksessään jopa 10 biljoonaa vuotta.
Valitettavasti tulokset olivat vähemmän kuin rohkaisevia siltä osin kuin etsitään potentiaalisesti asuttavia planeettoja. Perustuu planeetan kiertoradalle ja Spitzer, planeetalla on vähän tai ei lainkaan ilmakehää ja se todennäköisesti peitetään
Tämä pääteltiin käyttämällä LHS 3844b: n pinta-albedoa (ts. Sen heijastavuutta), joka oli melko tumma. NASA: n suihkukoneiden laboratorion eksoplaneettatutkija ja tutkimuksen avustaja Renyu Hu totesi kollegoidensa kanssa, että tämä johtui todennäköisesti siitä, että pinta oli peitetty basaltilla, eräänlaisella tulivuorella.
”Tiedämme, että kuu tamma
Toinen vähemmän rohkaiseva löytö oli vähäinen lämmönsiirto, joka tapahtuu planeetan päivän ja yön välillä. Ryhmä oppi tästä mittaamalla lämpötilaero planeetan molemmin puolin. Tältä osin LHS 3844b on jälleen verrattavissa elohopeaan ja kuuhun - kahteen kehoon, joissa ei käytännössä ole ilmapiiriä ja joilla on valtavia lämpötilanvaihteluita päivän ja yön välillä.
Kuten Harvardin ja Smithsonianin astrofysiikan keskuksen (CfA) tutkija ja uuden tutkimuksen pääkirjailija Laura Kreidberg selitti, ilmapiirin puuttuminen oli todennäköisin selitys heidän näkemälleen äärimmäiselle variaatiolle. "Lämpötilakontrasti tällä planeetalla on suunnilleen niin suuri kuin se voi olla", hän sanoi. "Se sopii kauniisti mallimme kanssa
Tämän tutkimuksen vaikutukset ovat silti varsin syvällisiä. Sen lisäksi, että tähtitieteilijät ovat ensimmäistä kertaa pystyneet kuvaamaan punaisella kääpiötähteellä kiertävän kivisen planeetan pinnan (suuri saavutus itsessään), se voisi myös valaista kuinka planeetta-ilmapiirit menetetään ajan myötä. Tämä on äärimmäisen tärkeää, kun on kyse potentiaalisesti elinkelpoisen etsinnästä
Harkitse Marsia, joka tunnetaan muuten nimellä “Earth's Twin”. Kun Maa on onnistunut pitämään ilmakehänsä ja (sen seurauksena) nestemäistä vettä pinnallaan, Mars hävisi ilmakehänsä miljardien vuosien aikana siihen pisteeseen, että sillä oli noin 0,5% maan ilmakehän paineesta. Tämän katsotaan johtuvan siitä, että Mars menettää magneettikentän pian planeetan muodostumisen ja jäähtymisen jälkeen.
Tämän takia Marsin pinta kärsi dramaattisesta ilmastomuutoksesta, jolloin kaikki sen pintavedet hävisivät. Ilmakehän menettäneiden kivisten eksoplaneettojen - etenkin niiden, jotka kiertävät maailmankaikkeuden yleisintä tähtiä - tutkiminen voisi
”Meillä on paljon teorioita siitä, kuinka planeetta-ilmapiirit pärjäävät M kääpiöiden ympärillä, mutta emme ole pystyneet tutkimaan niitä empiirisesti. Nyt meillä on LHS 3844b: llä aurinkokunnan ulkopuolella maapallo, jossa voimme ensimmäistä kertaa havainnoida, että ilmapiiriä ei ole. "
Verrattuna aurinkoomme (G-tyypin keltainen kääpiötähti), M-tyypin punaiset kääpiöt säteilevät vähemmän kokonaisvaloa, mutta korkealla ultraviolettisäteilyllä. Se ei vain voi olla haitallista elämälle suurina annoksina, vaan se voi myös pilata planeetan ilmakehän. Lisäksi punaiset kääpiöt ovat erityisen väkivaltaisia nuoruudessaan ja tuottavat paljon soihdutusta, mikä johtaa säteilypurskeisiin ja hiukkasiin, jotka voivat poistaa planeetan ilmakehän.
Tämä viimeisin tutkimus ei tietenkään inspiroi ruusuisia näkymiä M-tyypin tähtiä kiertäville kallioisille planeetoille. Ja koska on olemassa tutkimuksia, jotka osoittavat, että punaiset kääpiöjärjestelmät voisivat olla todennäköisin paikka löytää kivisiä planeettoja, jotka kiertävät tähden asuttamisvyöhykkeellä (HZ), se ei myöskään riitä asumiskelpoisuustutkimuksiin. Mutta kuten Kreidberg sanoi, nämä havainnot eivät ole mitenkään yleismaailmallisia:
”Toivon edelleen, että muut M kääpiöiden ympärillä olevat planeetat pystyvät pitämään ilmakehänsä. Aurinkokunnan järjestelmämme maanpäälliset planeetat ovat erittäin erilaisia, ja luulen, että sama pätee myös eksoplaneettojen järjestelmiin. "
Sillä välin tämän tutkimuksen tulokset ovat innostuneita tähtitieteilijöistä, koska se tarkoittaa eksoplaneettatutkimuksia. Tulevina vuosina James Webbin avaruuskaukoputki - jolla on huomattavasti edistyneempiä IR-kuvantamisominaisuuksia - mahdollistaa suorat kuvantamisopinnot enemmän sellaisilla kallioisilla planeetoilla, jotka kiertävät punaisia kääpiötähteitä.
Näihin kuuluvat Proxima b, lähin planeetta aurinkokuntamme ulkopuolella, ja seitsemän planeetan järjestelmä TRAPPIST-1. Jo, Spizter on käyttänyt IRAC-instrumenttinsa avulla tiedon keräämistä TRAPPIST-1-järjestelmästä, mikä paljasti, että osa niistä todennäköisesti sisältää vesijäätä. Lisäksi seuraavana vuosikymmenenä tulee verkkoon useita maapallolla varustettuja kaukoputket, jotka mahdollistavat läheisten eksoplaneettojen suorien kuvantamistutkimusten.
Juuri ajallaan, koska NASA aikoo lopettaa Spitzer/ IRAC-operaatiot helmikuuhun 2020 mennessä kustannussäästötoimenpiteenä. Paljon kuten Hubble ja Kepler, Spitzer on auttanut osoittamaan tien tulevaisuuden löytöihin!
