Sebuah exoplanet adalah apa? Bagaimana mereka menemukan dan mempelajari exoplanets?

Exoplanet - planet yang berada di luar batas tata surya kita. Selama dua dekade terakhir, ribuan benda semacam itu telah ditemukan, terutama dengan bantuan Teleskop Luar Angkasa Kepler NASA.

Exoplanet - apa itu?

Objek ruang ini berbeda secara signifikan dalam ukuran dan orbitnya. Beberapa di antaranya adalah planet raksasa, berputar mengelilingi bintang mereka. Ada yang tertutup es, ada yang batuan. NASA dan badan-badan lain mencari planet khusus: mereka membutuhkan planet ekstrasurya, mirip dengan Bumi, yang mengelilingi bintang, mirip dengan Matahari, dan terletak di zona yang dihuni.

Zona yang dihuni adalah jarak yang jauh dari bintang di mana suhu planet memungkinkan adanya air laut cair, yang sangat penting bagi kehidupan. Definisi awal zona didasarkan pada keseimbangan termal sederhana, namun perhitungan modern mencakup banyak faktor lainnya, termasuk efek rumah kaca dari atmosfer planet ini. Hal ini membuat batas zona berpenghuni kabur.

Teori asal usul kehidupan

Meskipun exoplanet adalah penemuan tahun 1990an, selama bertahun-tahun para astronom telah yakin akan keberadaan mereka. Mereka tidak hanya percaya, tapi mendasarkan kesimpulan mereka pada rotasi Matahari kita yang lambat dan bintang lainnya.

Astronom memiliki teori asal usul kehidupan di tata surya kita. Singkatnya, awan gas dan debu yang berputar (yang disebut nebula protosolar) di bawah pengaruh gravitasi sendiri runtuh dan membentuk bintang dan planet kita. Setelah itu, melestarikan momentum sudut berarti bahwa masa depan sang leluhur harus diputar lebih cepat dan lebih cepat. Namun, meski memiliki 99,8% massa tata surya, planet tersebut memiliki 96% momentum sudutnya. Para astronom bertanya-tanya mengapa bintang kita berputar begitu lambat.

Bung muda itu memiliki medan magnet yang sangat kuat, garis kekuatannya menyerap cakram gas berputar dari mana planet terbentuk. Garis-garis ini dihubungkan dengan partikel bermuatan gas, dan bertindak sebagai jangkar, memperlambat rotasi Matahari yang baru terbit dan membuka gulungan gas, yang akhirnya berubah menjadi planet-planet. Sebagian besar bintang berputar perlahan, sehingga para astronom menyimpulkan bahwa "pengereman magnetik" yang sama terjadi pada mereka, yang berarti bahwa pembentukan planet akan terjadi. Oleh karena itu kesimpulan logisnya: planet harus dicari di sekitar bintang seperti matahari.

Penemuan awal

Untuk alasan ini dan lainnya, para ilmuwan pertama-tama membatasi pencarian planet ekstrasurya ke bintang yang mirip dengan Matahari, namun dua penemuan pertama pada tahun 1992 terkait dengan pulsar (sisa-sisa cahaya yang berputar cepat yang mati sebagai supernova), yang disebut PSR 1257 + 12. Yang pertama dikonfirmasi exoplanet, mengelilingi bintang (foto diposting di artikel), memenuhi persyaratan ini, dibuka pada tahun 1995. Ini menjadi 51 Pegasi b, massa yang sepadan dengan massa Jupiter, dan yang 20 kali lebih dekat ke Matahari daripada Bumi. Ini adalah kejutan. Tapi keanehan lainnya terjadi tujuh tahun sebelumnya, berkat yang menjadi jelas bahwa banyak exoplanet akan ditemukan.

Pada tahun 1988, sekelompok ilmuwan Kanada menemukan sebuah planet seukuran Jupiter, bergerak mengelilingi Gamma Cepheus. Tapi karena orbitnya jauh lebih kecil dari orbit Jupiter, para ilmuwan tidak menyatakan sebuah deteksi akhir. Para astronom tidak berani berasumsi bahwa planet seperti itu ada. Itu sangat berbeda dengan tata surya kita sehingga para ilmuwan sangat berhati-hati.

Dari besar ke kecil

Hampir setiap planet ekstrasolar yang ditemukan pada awalnya adalah raksasa gas raksasa seperti Jupiter (atau bahkan lebih) yang berputar agak jauh dari bintang induknya. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa para astronom menggunakan teknik pengukuran kecepatan radial, yang menentukan tingkat "goyang" bintang saat planet berputar di sekitarnya. Badan kosmik yang berjarak sangat dekat memberikan pengaruh yang signifikan sehingga mudah dideteksi.

Sebelum penemuan exoplanet, instrumen hanya bisa mengukur gerak bintang ke dalam satu kilometer per detik, yang tidak cukup untuk mendeteksi getaran mereka di bawah pengaruh planet-planet. Instrumen modern mampu mengukur kecepatan hingga sentimeter per detik, sebagian karena peningkatan ketepatan peralatan, namun juga karena pengalaman astronom yang lebih besar dalam mengisolasi sinyal lemah dari data.

Ledakan informasi "Kepler"

Sampai saat ini, ada lebih dari 1000 exoplanets yang dikonfirmasi yang terdeteksi oleh satu satelit. Teleskop luar angkasa Kepler diluncurkan ke orbit pada tahun 2009 dan diburu untuk didiami planet selama empat tahun. Ini menggunakan metode yang disebut "transit" - ia mengukur peredupan bintang saat melewati objek kosmik di depannya.

Kepler mengungkapkan kelimpahan berbagai jenis planet. Selain raksasa gas dan badan kelompok terestrial, teleskop membantu membangun keberadaan kelas baru "bumi super", yang dimensinya berada dalam dimensi Bumi dan Neptunus. Beberapa dari mereka berada di zona yang dihuni bintang mereka, namun astrobiologists masih memeriksa perhitungannya untuk mengetahui bagaimana kehidupan dapat berkembang di dunia nyata.

Pada tahun 2014, para astronom Kepler mempresentasikan metode "pemeriksaan multiplisitas", yang diharapkan dapat meningkatkan kecepatan terjemahan planet kandidat menjadi status yang dikonfirmasi. Teknik ini didasarkan pada stabilitas orbital - banyak bintang redup dalam interval pendek, yang dapat disebabkan hanya oleh planet-planet di orbit kecil, karena jika mereka adalah bintang, mereka akan secara gravitasi saling mendorong keluar dari sistem selama beberapa juta tahun.

Misi lainnya

Meskipun satelit (Kepler dan CoRot Prancis), yang berburu exoplanet, menyelesaikan misi awal mereka, para ilmuwan masih memproses data yang diperoleh dengan bantuan mereka, membuat penemuan baru. Dan mereka tidak akan tetap tanpa pekerjaan. Satelit PALING dan NASA TESS terus bekerja, dan CHEOPS Swiss dan satelit ESA PLATO akan mulai mencari transit dari luar angkasa dalam waktu dekat. Di Bumi, spektograf HARPS teleskop 3,6 meter dari Observatorium Selatan Eropa di Cile melakukan pencarian Doppler untuk osilasi bintang, namun banyak teleskop lain terlibat dalam perburuan tersebut.

Salah satu contohnya adalah Spitzer Space Telescope milik NASA. Karena sensitif di wilayah inframerah spektrum, ia mampu mengukur profil suhu exoplanet dan memberi gambaran tentang atmosfernya.

Dari lebih dari 3000 planet yang diketahui, sulit untuk memilih beberapa dari mereka. Eksoplanet padat kecil di zona yang dihuni tampaknya merupakan kandidat terbaik, namun para astronom membedakan yang lain yang telah memperluas gagasan kita tentang pembentukan dan perkembangan dunia lain.

Menelan pertama

51 Pegasi b. Seperti disebutkan di atas, ini adalah exoplanet terbukti pertama yang berputar mengelilingi bintang tipe surya. Setelah setengah massa Jupiter, benda itu dikeluarkan dari pusat sistem dengan jarak Merkurius. Planet ini begitu dekat dengan yang termasyhur itu, kemungkinan besar, satu sisi berada dalam tangkapan pasang surut - ia terus-menerus menghadapi bintangnya.

HD 209458 b. Ini adalah planet ekstrasurya pertama yang ditemukan pada tahun 1999 (foto itu ditempatkan di artikel), yang dilewati oleh bintangnya (walaupun metode Doppler digunakan), diikuti oleh penemuan lain. Ini adalah planet pertama di luar tata surya, di mana parameter suaranya ditentukan, termasuk profil suhu dan tidak adanya awan.

Dunia yang patut diperhatikan

55 Cancri e. Planet eksoplanet inilah yang disebut "bumi super" yang mengorbit bintang, cukup terang untuk dilihat dengan mata telanjang. Dengan demikian, para astronom dapat mempelajari sistem secara lebih rinci daripada yang lain. "Tahun" nya hanya 17 jam dan 41 menit (ini ditemukan saat PALING menonton sistem ini selama dua minggu di 2011). Para teoretikus berpendapat bahwa 55 Cancri bisa kaya akan karbon dan memiliki inti berlian.

HD 80606 b. Planet ekstrasurya ini adalah pemegang rekor (pada saat penemuannya pada tahun 2001) karena eksentrisitas orbit. Kemungkinan jalur pergerakannya, mirip dengan orbit komet Halley, mungkin terkait dengan pengaruh bintang lain. Selain itu, orbit ekstrem semacam itu adalah penyebab variabilitas ekstrim lingkungan planet ini.

WASP-33b. Ini dibuka pada tahun 2011 dan memiliki semacam lapisan tabir surya - stratosfer - yang menyerap beberapa sinar ultraviolet yang terlihat dan terlihat dari bintang induknya. Planet ini tidak hanya bergerak di orbit ke arah yang berlawanan, namun juga menyebabkan osilasi pada orang berdarah, yang merupakan daftar satelit PALING PALING.

Kembar Bumi

Kepler-442b. Planet eksoplanet ini, seperti yang mereka katakan, "kembaran bumi". Dengan ukuran, massa dan suhu rezim, itu adalah yang paling mirip planet kita. Buka 6 Januari 2015, di konstelasi Lear pada jarak 1.120 tahun cahaya. Suhu di permukaan planet ekstrasurya berbatu ini adalah -40 ° C. Massanya adalah 2,34 kali massa Bumi, dan gravitasi 30% lebih besar. Planet berada di luar zona dimana tangkapan pasang surut aktif. Dalam sebuah publikasi yang diterbitkan pada tahun 2015, dia, bersama dengan Kepler-186f dan 62f, terpilih sebagai kandidat terbaik untuk planet yang berpopulasi padat (lihat foto).

Exoplanet Kepler-78b. Ini berkisah tentang bintang Kepler-78. Pada saat pembukaan pada tahun 2013, planet ini paling menyerupai Bumi dalam hal massa, radius dan kerapatan rata-rata. Ditemukan tidak hanya transitnya dengan latar belakang sang penerus, tapi juga gerhana dan pantulan cahaya yang sesuai dengan fase orbital. "Tahun" planet eksoplan hanya berlangsung 8,5 jam, karena jaraknya 40 kali lebih dekat dengan bintang daripada jarak dari Merkurius ke Matahari.