אַסטרוֹנוֹמִיָה

איך נדע שכוכב לכת ננעל באופן גאותי לכוכב האם?

איך נדע שכוכב לכת ננעל באופן גאותי לכוכב האם?

לעתים קרובות בדיון על כוכבי לכת אנו שומעים שהם קרובים לכוכב ההורה (בדרך כלל גמד אדום), אך אז יש אזהרה שכוכב הלכת נעול באותו כוכב וכי עובדה זו מקטינה מאוד את הסיכויים שכוכב זה יכלול חיים.

אך כיצד נדע שכוכב לכת ננעל באופן גאותי לכוכב? אני בספק אם אנו יכולים לצפות ישירות בסיבוב של כוכב הלכת ההוא. האם זה אומר שאנחנו מסיקים שהוא נעול גאות כי זה מה שהמודלים התיאורטיים שלנו אומרים לנו, ולא שאנחנו צופים בו ישירות?


הם כנראה נעול גאות, בהתחשב בכמה הנחות לגבי גיל המערכת הפלנטרית.

יש נוסחה לחישוב כמה זמן ייקח לאובייקט המסתובב בנעילה גאותית, ואחת התוצאות של הנוסחה הזו היא שאובייקטים גדולים במסלולים קרובים לא לוקח זמן רב לנעול גאות.

מכיוון שרבים מכוכבי-האדמה שמצאנו הם עצמים גדולים במסלולים קרובים של כוכבים ישנים, נעילת הגאות היא תוצאה סבירה.


התשובה של הובס נכונה לכוכבי לכת שנחשבים נעולים. עם זאת ישנם כמה כוכבי לכת שאנו מכירים בהחלט לא נעול גאות כי הסיבובים שלהם נמדדו. מדידת הסיבוב הראשונה של כוכב לכת אקספלואטית הייתה עבור בטא פיקטוריס ב ', שמתברר שיש לה תקופת סיבוב של 8 שעות. דוגמא נוספת היא 2M1207b עם סיבוב של 10 שעות. אומנם האובייקטים הללו כל כך רחוקים מכוכביהם, עד שלא היינו מצפים שהם יהיו נעולים גאות: מדידות הסיבוב נשענות על הצילום של האובייקטים הללו, הדורשים הפרדה גדולה בין כוכב לכת.


תגליות כוכבי לכת

כוכב לכת חיצוני (כוכב לכת חוץ קוטבי) הוא כוכב לכת שנמצא מחוץ למערכת השמש. העדויות הראשונות לכוכב לכת צוינו כבר בשנת 1917, אך לא הוכרו ככאלה עד שנת 2016. טרם התגלה תגלית של כוכב לכת מאותה עדות. [1] עם זאת, הגילוי המדעי הראשון של כוכב לכת חיצוני החל בשנת 1988. לאחר מכן, הגילוי המאושר הראשון הגיע בשנת 1992, עם גילוים של כמה כוכבי לכת בעלי מסה יבשתית המקיפים את PSR B1257 + 12 הפולסרי. [2] האישור הראשון של כוכב לכת מקיף כוכב ברצף ראשי נעשה בשנת 1995, כאשר כוכב לכת ענק נמצא במסלול של ארבעה ימים סביב הכוכב הסמוך 51 פגאסי. חלק מכוכבי הלכת החיצוניים צולמו ישירות באמצעות טלסקופים, אך הרוב המכריע זוהה בשיטות עקיפות, כמו שיטת המעבר ושיטת המהירות הרדיאלית. נכון ל -22 ביוני 2021, ישנם 4,768 כוכבי לכת מאושרים ב -3,527 מערכות פלנטריות, כאשר 783 מערכות מכילות יותר מכוכב לכת אחד. [3] זוהי רשימה של התגליות הבולטות ביותר.


הכירו כמה אדמות-על

GJ 15 A ב

GJ 15 A ב

55 קנקרי ה

55 קנקרי ה

GJ 15 A ב

55 קנקרי ה

בשלושת העשורים האחרונים גילינו כל מיני כוכבי לכת מוזרים שמעולם לא ידענו שקיימים ואין להם אנלוגי במערכת השמש שלנו. כדור הארץ על יכול להיות מסיבי פי 10 מכדור הארץ. אנחנו עדיין לא יודעים מספיק על כוכבי הלכת האלה כדי לדעת באיזו נקודה הם עלולים לאבד משטח סלעי. אך בטווח של פי 3-10 ממסת כדור הארץ, יתכן שיש מגוון רחב של קומפוזיציות פלנטריות, כולל עולמות מים, כוכבי לכת שלג או כוכבי לכת שכמו נפטון, מורכבים ברובם מגז צפוף. כוכבי לכת על הגבולות העליונים של מגבלת גודל כדור הארץ ניתן לכנות גם תת-נפטונים, או מיני נפטונים.


האם יש לשאול את שאלות כוחות הגאות הללו באסטרונומיה SE במקום כאן?

בעוד שהם כנראה לא מחוץ לנושא כאן, הם בהחלט נושאים בנושא אסטרונומיה SE, ועשויים לקבל תשובות טובות יותר שם. לראשונה יש אפילו היבטים של אסטרונומיה תצפיתית של כוכבי לכת ואבולוציה של מערכת השמש, שאולי לא ממש נושאים כאן.

יתר על כן, שניהם כוללים כוחות גאות, וזה במקרה התג המוצג החודש באסטרונומיה!

בעוד שאני עונה עליהן בתשובות בסיסיות קצרות עשויות להועיל לאופציות, אני חושב ששני אלה יוכלו לקבל תשובות טובות יותר באסטרונומיה ותשובות אלה ישמשו את הקוראים שם טוב יותר.

מעניין אם יש להעביר את שניהם לשם לשם?

עדכון: התא הועבר

שְׁאֵלָה: מעניין אם אפשר להתחיל לשרטט כמה הנחיות בסיסיות מועילות למה שנשאל יותר טוב באסטרונומיה SE לעומת שטח SE?

לדוגמא, שאלה מס '1 כוללת גם אסטרונומיה תצפיתית של כוכבי לכת וגם התפתחות מערכת השמש לאורך מיליארדי שנים, ונראה שנשאלים יותר טוב באסטרונומיה.

אני לא מציע שאנחנו צריכים כלל, אבל כמה הנחיות שניתן להצביע עליהן בתגובות עשויות להיות כל מה שצריך כדי להעלות את המודעות לדרך טובה לספר.


מה אם כדור הארץ היה נעול גאות?

תגיות: אנטון פטרוב, חינוך, # חינוך, חלל, אסטרונומיה, יקום, מה פתאום, מה זה מתמטיקה, מדע, למידה מבוססת משחק, ארגז חול ביקום, ארגז חול יקום 2, יקום ארגז חול², מנעול גאות, נעול גאות, כדור הארץ נעול, מה אם כדור הארץ היה נעול גאות, מנעול כדור הארץ, כוכבי לכת נעולים, כיצד מנעול גאות משפיע על כוכבי הלכת, גאות ושפל, כדור הארץ, מנעול פלנטרי, כוכבי לכת סביב גמדים אדומים, כוכבי לכת נעולים גאות, כוכבי לכת, כוכבי לכת חיצוניים למגורים, אזור דמדומים

היי אנטון, רק לצורך שיקול דעת. לצורך הוויכוח, נניח שאנחנו עכשיו בני אדם שסיימו לאחרונה ציוויליזציה מסוג II בהצלחה. נמאס לנו לנסוע לחלל ועכשיו אנחנו רוצים לחיות את החיים הפשוטים על האדמה שעזבנו. הבעיה היא שכדור הארץ נמצא במצב עצוב מאוד. מאז היא איבדה את השדה המגנטי שלה בגלל שהליבה כבר לא זרמה לפני מיליוני שנים. הוא לא ניתן למגורים והאוקיינוסים הכחולים היפים התאדו גם הם לחלל. עם שובנו מנסיעה בחלל, אנו גם נדהמים ללמוד שהירח כבר לא מסתובב סביב כדור הארץ אלא עזב את מערכת השמש מסיבה לא ידועה.
כעת עלינו להתחיל במשימת בניית החומר בתוך מערכת השמש שלנו, או מעבר לכך לתקן את כדור הארץ למצבו הרגיל אותו אנו קוראים בהיסטוריה שלנו & # 8220 ספרים & # 8221
מאיפה מתחילים ומה צריך לעשות כדי לבנות מחדש את כדור הארץ לתפארתו הקודמת ומסוגל לתמוך בבני אדם שחוזרים מהחלל? נראה שיש בעיה גדולה יותר עם השמש. הוא התרחב וצרך את כספית ונוגה וכיום מחמם מאוד את שארית האדמה.
הייתי רוצה לראות סימולציה, או סדרת הדמיות, המתארת ​​בעיה זו ומה ניתן לעשות, לצורך השגת חומר, יצירה או לכידה של הירח הישן והחזרתו למסלול וכן לשינוי השמש כדי להחזירו מ כוכב אדמדם בחזרה למה שאנחנו רואים היום. אם יהיה צורך להיות סוג III כדי לעשות זאת, כך יהיה, כי האדמה תחזור לתפארת קודמת זו.

ברוך הבא לאדמה!
יש לנו את מדבר סהרה כחצי כדור הארץ ויומו תמיד!
אנו מספקים גם את אלסקה כחצי כדור הארץ וזה תמיד לילה!
לבסוף, יש לנו את האזור הזעיר שבו אתה גר!
תיהנו משהותכם בכדור הארץ!

אתה יודע שהירח היה נעול מעל נקודה אחת מעל כדור הארץ, כדי ליצור את עידן הקרח. ניתן לראות את דפוס פני הירח בקול הצבעה הקוטבי.


האם אנו יכולים לזהות עונות-אל?

תצפית על כוכבי לכת היא מאתגרת! אז איך נוכל לדמיין אי פעם ללמוד משהו על עונות השנה שלהם? בעשור האחרון אסטרונומים התקדמו בהבנת האטמוספירה של צדק חם כולל גילוי מזג אוויר. אבל צדקנים חמים נעולים גאות ולכן לא חווים עונות. לתצפיות על עונות השנה עלינו לדחוף החוצה לכוכבי לכת במסלולים ארוכים יותר, כאשר האינטראקציה עם הגאות עם הכוכב היא מינימלית. אבל מסלול ארוך יותר פירושו כוכבי לכת קרירים יותר. כוכבי לכת קרירים יותר פולטים פחות קרינה תרמית מה שהופך אותם לעמומים בהרבה מיופיטרים חמים, עם ספקטרום גוף שחור שיא באורכי גל אינפרא אדום ארוכים יותר. אוכלוסיה זו של "כוכבי צדק חמים", או כוכבי לכת בגודל צדק עם טמפרטורות שבין 500-1000K, אינה בהישג יד לטלסקופים הנוכחיים. אבל עם טלסקופ החלל ג'יימס ווב ו 6.5 מ 'ויכולתו להתבונן באורכי גל ארוכים יותר מטלסקופים הנוכחיים, אסטרונומים ילמדו בקרוב את האטמוספירה של אוכלוסיית כוכבי הלכת החדשה הזו!

אבל איך נדע שצופרי צדק חמים נעולים? אינטראקציות כוח משיכה בין כוכב לכוכב לכת במסלול קרוב, יאטו את סיבוב כדור הארץ עד כדי סיבובו זהה לתקופת מסלולו. כתוצאה מכך, צד אחד של הפלנטה תמיד פונה לכוכבו ואילו הצד השני אינו מואר. נעילת גאות ושפל מעגלית גם את מסלולו של כוכב לכת ומסירה כל הטיה (סיבוב). לכן אנו מכירים את תקופת הסיבוב, האקסצנטריות והעקמת של צדק לוהט ללא כל ניתוח נדרש. יופיטרים חמים מושפעים פחות מהשפעות גאות ושפל משמעותיות, כלומר אין לנו שום ידע מהותי לגבי הפרמטרים הללו. המחבר מתייחס לחלק העקום של בעיה זו באסטרוביט של ימינו על ידי הצבת השאלה: האם אנו יכולים לזהות ולקבוע את העקיפה של צדק חם ובכך, סוף סוף להתבונן בעונות על כוכב לכת?

לַחֲכוֹת! פסק זמן! עקומות, הטיה סיבובית, עונות?

איור 1: הטיית סיבוב או ציר כדור הארץ היא הסיבה לעונה / ים שלנו. חצי הכדור נוטה לכיוון השמש חווה קיץ ואילו חצי הכדור הנגדי חווה חורף. אביב וסתיו מתרחשים כאשר אף חצי כדור אינו מוטה לכיוון השמש המוביל לחימום שווה. (מדריך הזהב למזג האוויר מבית סנט מרטין)

מלבד היותה מילה שקולעת לך 23 נקודות ב Scrabble, העקיפה, או הטיה סיבובית, של כוכב לכת שולטת באורך ועוצמת עונותיו של אותו כוכב לכת. איור 1 ממחיש כיצד העקיפה של כדור הארץ 23 מעלות יוצרת שינויים עונתיים במהלך מסלול. קיץ או חורף בהמיספרה אחת תלוי אם ציר הסיבוב שלנו מצביע לכיוון השמש או הרחק ממנה, בהתאמה. עכשיו דמיין את כדור הארץ ללא הטיה. בלי הטיה, לא היו לנו עונות. אבל עם הטיה גדולה יותר, העונות שלנו יהיו קיצוניות יותר.

בסדר קיבלתי את זה! בואו נבנה כוכב לכת!

המחבר יוצר צדק חם היפותטי שיש לו את כל אותם תכונות של צדק כולל אותו רדיוס, מסה ותקופת סיבוב. אך במקום להקיף את השמש אחת לחמש שנים, כוכב הלכת הזה מקיף כוכב דמוי שמש כל עשרה ימים ונותן לו טמפרטורה של כ- 900K. באמצעות מודל מחזור גלובלי (GCM), המחבר מדמה את האטמוספירה של צדק חמים זה בקרמים שונים. כיצד נראות עונות השנה על צדק חם זה מתואר באיור 2 לעקומות של 30 מעלות (לוח עליון), 60 מעלות (לוח אמצעי) ו- 90 מעלות (לוח תחתון). תקופת הסיבוב המהירה (10 שעות) של הפלנטה הזו בהשוואה לתקופת ההקפה של 10 ימים גורמת לאטמוספירה למרוח את רוב הניגודיות הטמפרטורה ביום / בלילה, ומאפשרת למחבר לממוצע את הטמפרטורה לאורך (כיוון מזרח-מערב). האלכסון הגדול יותר מתואם עם עונות ארוכות וקיצוניות יותר בקווי רוחב גבוהים יותר (כיוון צפון-דרום). עבור אלכסניות הגדולות מ- 60 מעלות, הקטבים של צדק החם הופכים לוהטים יותר מקו המשווה ומובילים לניגודיות טמפרטורה גדולים יותר מהמודל של 30 מעלות (דמוי אדמה).

איור 2: מפה של הטמפרטורה הממוצעת לאורך כפונקציה של קו רוחב וזמן במסלול אחד. הפאנל העליון הוא צדק חם עם עקומות של 30 מעלות, הפאנל האמצעי הוא עקום של 60 מעלות, ולוח התחתון יש 90 מעלות. הקו המקווקו השחור מייצג את מיקום הנקודה התת-סולרית לאורך זמן. (מתוך איור 2 בעיתון של היום)

לפלנטה יש עכשיו עונות, בואו "נתבונן" בזה

העיתון מנתח לראשונה את עקומות הפאזה של צדקיהם החמים ההיפותטיים הללו. עקומת פאזה היא עקומת האור של כוכב לכת כשהיא מקיפה סביב הכוכב שלו. בנקודות שונות במסלולו, כוכב הלכת יפלט פחות או יותר אור, תלוי באיזה חלק מהצד היום אנו צופים. מכיוון שכוכב הלכת עובר מסלול של 10 ימים, המחבר מציין כי הדבר ידרוש תצפיות רצופות עם JWST במשך אותם 10 ימים. ממודלים אלה של עקומות פאזה, המחבר הבחין בניוון בין העקיפה של צדק חם למיצוי הצפייה שלו. איור 3 מראה שכוכב לכת בעל אותה עקיפה יכול להיראות שונה מאוד, תלוי באיזו זווית אנו צופים בו. על ידי סיכום השטף הכולל של כוכב לכת זה במיקומים שונים במסלולו, אנו יכולים ליצור תצפיות עקומות פאזה. עם זאת, עקומות פאזה מספקות רק מפת שטף כוללת 1D של כדור הארץ. אפילו באותה עקיפה נצפה בכמויות שטף שונות פשוט בזכות זווית הצפייה שלנו. עקומות פאזה בלבד אינן מספקות מספיק מידע כדי למדוד את העקמת ואת זווית הצפייה באופן עצמאי.

איור 3: דוגמאות של יופיטר החם נצפות בכיוונים שונים. החלונית העליונה מציגה כיווני כדור הארץ אם נצפה בכוכב הלכת ישירות מעל קו המשווה. הלוח השני מציג את אותו כוכב הלכת בקו אלומיניום של 30, 60 ו- 90 מעלות כמו בלוח העליון, אך מסובב את כדור הארץ לכיוון קו הראייה שלנו במחצית מערך האלכסוני. הפאנל התחתון מסובב את כדור הארץ עוד יותר לכיוון קו הראייה שלנו בו זווית הצפייה שלנו שווה לזו של הפלנטה והעקיפה. לדוגמא, התמונה הימנית התחתונה מרבית המסובבת את כדור הארץ 90 מעלות מכיוונו המקורי בתמונה הימנית העליונה. זה מוסיף סיבוך לבעיה, כעת יש לנו ניוון בין אלכסוניות לזווית הצפייה או הכיוון של כדור הארץ לקו הראייה שלנו. (מתוך איור 4 בעיתון של היום, סרט של זה ניתן למצוא כאן)

על מנת לשבור את הניוון הזה, נצטרך יותר מאשר רק מדידה של השטף הכולל של כדור הארץ. מיפוי הליקוי עשוי להיות הפיתרון מכיוון שהוא מספק מפה מרחבית דו-ממדית של צידו הימי של כדור הארץ. איור 4 (מתוך Majeau et al. 2012) ממחיש את הרעיון העומד מאחורי מיפוי ליקוי. כאשר כוכב הלכת עובר מאחורי הכוכב שלו, פרוסות כדור הארץ מוסתרות לאורך זמן המתאימות לצורת הליקוי. על ידי בחינת צורת הליקוי הזה, המחבר מסכם שיהיה לנו מידע מספיק כדי להבחין בין זווית העקיבה לזווית הראייה של כדור הארץ. ו- JWST אמור להיות דיוק מספיק גבוה כדי לזהות צורות שונות אלה.

איור 4: הרעיון של מיפוי ליקוי חמה. כשכוכב הלכת עובר מאחורי הכוכב שלו, פרוסות כוכב הלכת ממפות למורדות הליקוי המשני. שילוב מידע זה עם עומק הליקוי אמור לעזור לצופים להבחין בכיוון בו אנו צופים בכוכב הלכת שאנו צופים באיור 3. (מאיור 1 ב- Majeau et al. 2012)

עם זאת, מאמר זה בוחן אלכויות על צדק חם בהנחה שקצרות וסיבוב ידועים. המציאות היא שפרמטרים אלה לא יהיו ידועים בעת התבוננות על צדק חם בפועל. כעת נבדק כיצד זה ישפיע על התצפיות שהוצגו. מאמר זה אכן מדגיש כי אלמונים אלה לא ימחקו את יכולתנו למדוד עקיפה, אלא הם יהפכו את הנתונים לקצת יותר "מעניינים" לניתוח. עם JWST נראה שהעתיד חם, או אה, בהיר עבור צדקנים חמים ועונות אקסו!


היום במדע: כוכב לכת 1 שמקיף כוכב דמוי שמש

6 באוקטובר 1995. בתאריך זה הודיעו האסטרונומים מישל מאיור ודידייה קוולוז על גילוי כוכב הלכת הראשון במסלול סביב כוכב שמש רחוק. מאוחר יותר הם פרסמו את ממצאם בכתב העת טֶבַע, במאמר שכותרתו פשוט צדק-צדק לכוכב מסוג השמש.

הכוכב היה 51 פגסי, שנמצא במרחק של כ -50 שנות אור לכיוון קבוצת הכוכבים שלנו פגסוס הסוס המעופף. אסטרונומים הגדירו רשמית את כוכב הלכת החדש כ- 51 פגסי ב, בהתאם למינוח שכבר הוחלט עליו לכוכבי לכת מחוץ למים. ה ב פירושו שכוכב הלכת הזה התגלה לראשונה שמקיף את כוכב האם שלו. אם אי פעם יימצאו כוכבי לכת נוספים עבור הכוכב 51 פגאסי, הם ייקראו c, d, e, f, וכן הלאה. עד כה, כוכב הלכת הזה הוא היחיד הידוע במערכת זו.

אסטרונומים מכנים 51 Pegasi b בשמות אחרים. הוא כונה בלרופון על ידי האסטרונום ג'פרי מרסי, שעזר לאשר את קיומו ועקב אחר מוסכמת קריאת כוכבי הלכת על שם דמויות מיתולוגיות יווניות ורומיות. בלרופון היה דמות מהמיתולוגיה היוונית שרכבה על הסוס המכונף פגסוס. מאוחר יותר, במהלך תחרות NameExoWorlds שלה, האיחוד האסטרונומי הבינלאומי שם את כוכב הלכת הזה דימידיום ולטינית # חֲצִי, המתייחס למסתו של לפחות מחצית ממסתו של צדק.

נותר לראות אם אסטרונומים יקבלו את המלצת השם של התעשייה האווירית, או שמא 51 פגסי ב ', כמו כל כך הרבה עצמים באסטרונומיה, ימשיך להיות בעל שמות מרובים.

51 פגסי ב 'היה הראשון, אך כעת אנו מכירים אלפי כוכבי לכת. החל משנת 2019 אסטרונומים גילו יותר מ -4,000 כוכבי לכת.

אבל 51 פגסי ב 'תמיד יהיה הידוע הראשון שמקיף כוכב כמו השמש שלנו.

מה אנו יודעים כיום על 51 פגסי ב ', העולם הזה שמקומו בהיסטוריה האסטרונומית כה בטוח? המסה שלו היא כמחצית מזה של צדק, והוא חשב שיש לו קוטר גדול יותר מאשר צדק (כוכב הלכת הגדול ביותר במערכת השמש שלנו), למרות המסה הקטנה שלו. 51 פגסי ב מקיף קרוב מאוד לכוכב האם שלו, ונדרש ארבעה ימים בלבד למסלול הכוכב שלו, בניגוד ל 365 יום לכדור הארץ שלנו להקיף את השמש ו 12 שנים ליופיטר. במילים אחרות, 51 פגסי ב 'מקיפים קרוב מאוד לכוכב שלה.

ידוע גם שכוכב הלכת הזה נעול על הכוכב שלו, כמו שהירח שלנו נעול על פני כדור הארץ, תמיד מציג בפניו את אותם הפנים. זה מה שידוע כיום בשם צדק לוהט.

תמונות מפורטות שאתה רואה על כוכבי לכת, כמו זו שבראש הפוסט הזה, הן תמיד אמנים ומושגים. אפילו הטלסקופים הארציים הגדולים ביותר לא יכולים לראות כוכבי לכת שמקיפים שמשות רחוקות בכל דבר כזה. במקרה הטוב, דרך טלסקופים ארציים, הם נראים כמו נקודות. ובכל זאת, ניתוח כוכבי לכת וחלל האטמוספירה שלהם, למשל, והפוטנציאל לחיים שלהם הוא בראש סדר העדיפויות של נאס"א ושל אסטרונומים רבים בשנים הבאות.

קחו בחשבון שלפני 51 פגאסי ב ', החיפוש אחר כוכבי לכת וחולצות עולמיות מעבר למערכת השמש שלנו היה קשה ביותר. ברגע שאסטרונומים התחילו לחפש אותם ברצינות, הם חיפשו עשרות שנים לפני שמצאו כאלה. כמעט בכל המקרים, לא ניתן לראות כוכבי לכת על רקע כוכבי האם שלהם, ואסטרונומים נאלצו לפתח טכנולוגיות חכמות כדי לגלות אותן. כמו בכוכבי לכת רבים מחוץ למשמש, 51 פגאסי ב נמצאו באמצעות שיטת מהירות רדיאלית. לחץ כאן למידע נוסף על האופן שבו אסטרונומים מוצאים כוכבי לכת.

צפה בגדול יותר. | התגלית המשמעותית של כוכב הלכת הראשון סביב כוכב דמוי שמש ו -58 פגאסי הביאה לאסטרונומים להטיל ספק במה שהם מכירים את היקום שלנו. היא השיקה חיפושים נוספים אחר עולמות חדשים. אינפוגרפיקה דרך נאס"א / JPL-Caltech.

בשורה התחתונה: ב- 6 באוקטובר 1995 הודיעו האסטרונומים מישל ראש העיר ודידייה קוולוז על גילוי כוכב הלכת הראשון במסלול סביב כוכב שמש רחוק. כוכב לכת זה מיועד 51 פגסי ב.


מסה מינימלית ביחס לציר חצי-מרכזי:

הגרף הבא הוא המחשה טובה של Hot-Jupiters:

ציר ה- X של גרף זה מייצג את הציר העיקרי למחצה, שהוא המרחק מהכוכב לכוכב הלכת שלו. ציר ה- Y מייצג את המסה של כוכבי הלכת החיצוניים, שנמדדת ביחס למסת צדק כדי להפוך את הסולם לרלוונטי יותר לנושא צדק חם.

לבסוף, נוסף סולם צבעים, כפי שמוצג בצד ימין של הגרף, כדי לייצג את אקסצנטריות המסלול של כל כוכב לכת. אקסצנטריות מסלולית היא הכמות בה סטה מסלול כדור הארץ ממעגל תקין. באפס מסלול כוכב הלכת הוא מעגלי לחלוטין, מיוצג בכחול. ככל שהאקסצנטריות עולה, המסלול הופך לפרבולי יותר, נראה באדום בגרף 3 לעיל.

בתרשים 3 ניתן לראות בבירור שני צבירי כוכבי לכת מרוכזים עיקריים. כאמור, לרוב יש אותה מסה כמו צדק. הגוש העליון בצד שמאל מורכב מכוכבי לכת שהם חמים יותר, מכיוון שהם קרובים הרבה יותר לכוכב שלהם. אלה הצדדים החמים האופייניים, ורובם זוהו באמצעות שיטת מעבר. אנו יכולים גם לראות שכמעט כל כוכבי הלכת הללו מיוצגים בכחול, כלומר אקסצנטריות המסלול שלהם קרובה לאפס, מה שמרמז על מסלול מעגלי.

עם זאת, גוש הפלנטות האחר נמצא באזור קר בהרבה, רחוק הרבה יותר מכוכבו. הציר החצי-מרכזי הוא בערך 1 AU. בניגוד לאשכול הקודם, לגוש זה יש אקסצנטריות מסלולית מעורבת: הם נעים בין 0 ל -0.8, כלומר הם נוטים להיות במסלול אקסצנטרי יותר. נראה כי מדובר בענקי הגז האופייניים, הנקראים גם צדק-אנלוגים, והם מזוהים בעיקר על ידי מהירות רדיאלית שיטה, כפי שמודגם בתרשים 4 להלן.

ההבדל באקסצנטריות בין שני הגושים הוא בולט. לרוב כוכבי הלכת בגוש השמאלי יש מסלולים מעגליים לחלוטין, בעוד שאלו בגוש הימני מגוונים יותר ונוטים להיות אקסצנטריים. ההבדל בציר החצי-מרכזי בין שני הגושים הוא שגורם לחוסר-רוחב זה. לכוכבי הלכת של הגוש השמאלי יש ציר חצי עיקרי קטן יותר, כלומר הם קרובים יותר לכוכב שלהם וכך נעול גאות על ידי משיכת הכבידה העצומה שלו. לגוף אסטרונומי נעול גאות לוקח זמן רב להסתובב סביב צירו שלו כמו להסתובב סביב בן זוגו. זה גורם לצד אחד להתמודד כל הזמן עם גוף השותף. דוגמה מעולה להמחשת תופעה זו היא הירח, הנעול בכדור הארץ, מכיוון שהוא תמיד מראה לנו את אותו חצי הכדור. עם זאת, כוכבי הלכת בצד ימין הגוש אינם נעולים גאות, מכיוון שהם רחוקים מדי מכוכביהם ולכן זוכים למשיכת כוח משיכה חלשה יותר. בשעה 1 AU הם משקפים את כדור הארץ: יש להם את המומנטום הזוויתי הדרוש כדי להקיף ברציפות את כוכבי האם שלהם, אך אינם נעולים על ידיו.

גרף 3 מעלה גם שאלה מעניינת: האם שני כוכבי לכת משני הגושים השונים יכולים להתקיים באותה מערכת פלנטרית? במילים אחרות, האם מערכת פלנטרית יכולה להכיל גם צדק חם וגם צדק אנלוגי? עד כאן, רק אחד נמצא, והוא נחשב לתצורה נדירה.

עם זאת, כדי לענות כראוי על שאלה זו עלינו לשפר את הידע שלנו על היווצרותם של צדקנים חמים. נזכיר כי סוגים אלו של כוכבי לכת נמצאו בעיקר בשיטת טרנזיט. כאשר כוכב לכת עובר מול הכוכב שלו, אנו יכולים למדוד ביעילות את זווית הנטייה שלו. כשאנחנו מסתכלים על הסטטיסטיקה, אנחנו רואים שרוב הצדדים החמים עושים זאת לֹא בעלי מסלול מאונך לגרזן הסיבוב של הכוכב, וזה מוזר מכיוון שהוא אינו דומה לאף כוכב לכת במערכת השמש שלנו. כדי שכוכבי הלכת יקימו את כוכביהם במישור נוטה, מאמינים כי אירוע או מנגנון אלים כלשהו התרחש. אז, הצדדים החמים נוצרו ככל הנראה על ידי איזו תופעה דרמטית ודינמית לא ידועה ש"שברה "מערכות שלמות של כוכבי הלכת הללו. זה גם מרמז כי תורת ההגירה אינה מסבירה הכל על היווצרותם של צדקנים חמים, מכיוון שהם עצמם אינם יכולים להיות הזרזים של המנגנונים האלימים. לכן ההסתברות שכוכב לכת אחד בלבד יהפוך לצדק חם, בעוד שכוכב אחר באותה מערכת נותר ללא פגע, היא נמוכה מאוד ותיחשב מוזרה. רוב הצדדים החמים שאושרו מבודדים, כלומר הם ה כוכב לכת יחיד שמקיף את הכוכבים שלהם. הם אכן חיים בודדים.

אך אולי התכונה הבולטת ביותר בגרף זה היא הימצאות פערים. העובדה שלא נראה שאנחנו מוצאים כוכבי לכת בפינה הימנית התחתונה ובטווח התחתון, בין עד מסה צדק, שם צריך להיות כוכבי הלכת הארציים הסלעיים, מפתיעה. אם נכניס את הנתונים של כוכבי הלכת שלנו, ונוס וכדור הארץ היו מוצאים את עצמם בתחתית הבודד והמבודד של התרשים. אף אחד מכוכבי הלכת שלנו לא יוצב בגוש שמאל מצד שמאל.

יתר על כן, יש גם פער גדול בֵּין שני הגושים. ככה היקום הממשי הוא? האם כוכבי לכת דמויי כדור הארץ באמת כה נדירים, או שמה שאנחנו רואים הוא למעשה אפקט סלקציה שמוטה על ידי שיטות הגילוי שלנו?

למען האמת, הסיבה לכך שאיננו מזהים כוכבי לכת בפינה הימנית התחתונה אינה בגלל אפקט סלקציה, אלא משום שאנו נמצאים מפתן מיכולות הזיהוי הנוכחיות שלנו. הבה נבחן מסה קטנה בגרף, נניח 0.03 מסת צדק. עבור מסה נתונה זו, אנו יכולים לראות כי אנו מסוגלים לזהות כוכבי לכת בקלות יחסית במרחק קצר. עם זאת, כאשר אנו מגדילים את המרחק כלומר את הציר העיקרי למחצה, כוכבי הלכת נעשים הרבה יותר קשים לזיהוי. למעשה, עבור המיסה שבחרנו נראה שאנחנו לא מוצאים כוכבי לכת בכלל לאחר 0.4 AU. הסיבה לכך היא היחלשות אות המשרעת ששיטת המהירות הרדיאלית דורשת לאיתור כוכבי לכת. היחלשות מתרחשת מכיוון שהאות הנדרש תלוי ישירות בתקופת המסלול של כוכב הלכת.

המשוואה הבאה של שיטת ה- RV מתייחסת, לכל כוכב לכת, למשרעת ולתקופת המסלול שלה (ולכן הציר העיקרי למחצה, שכן שניהם קשורים ישירות):

  • m_p * חטא (i) הוא המסה המינימלית הקבועה של כוכב הלכת החיצוני, המתבטאת ביחידות של מסות צדק [M_Jupiters].
  • אני היא זווית הנטייה של מסלול כדור הארץ ביחס למישור המשיק לכדור השמימי.
  • k הוא משרעת האות, מבוטאת במטרים לשנייה [גברת]
  • עמ ' היא תקופת מסלול כדור הארץ החיצוני, הנמדדת בשנים [שנים].

מכיוון שהמסה ונטיית כוכב הלכת החיצוני קבועים, אנו יכולים לפשט את המשוואה המקורית ולראות כי תוצר המשרעת ותקופת המסלול שווה קבוע. זה מרמז על יחס פרופורציונאלי הפוך בין שני המשתנים. אנו יכולים לראות זאת כתקופת המסלול עמ ' עולה, המשרעת k פוחתת. לעומת זאת, ככל שתקופת המסלול הולכת ופוחתת, המשרעת עולה. שיטת המהירות הרדיאלית אינה מסוגלת לזהות כוכבי לכת בעלי ערך גבוה של ציר מרכזי למחצה (כלומר תקופת מסלול גדולה), מכיוון שמשרעת האות הופכת נמוכה מאוד. לפיכך, בהתייחס לתרשים 3, איננו יכולים לזהות כוכבי לכת באזור שממנו נפלטים אותות בעלי משרעת נמוכה. זו הסיבה שכוכבי לכת רבים התגלו בפינה השמאלית העליונה, אך אף אחד מהם בפינה הימנית התחתונה.

כדי שנוכל לזהות כוכבי לכת באזור הפינה הימנית התחתונה של הגרף, עלינו לשפר את הרגישות של מכשירי המידה שלנו, כך שניתן יהיה לזהות את משרעת האות בצורה מדויקת יותר. כבר עשינו התקדמות משמעותית מאז גילוי 51 פגסי ב, וימשיך לעשות זאת. ההתקדמות מתוארת בתרשים 5 המציג גם את קווי הזיהוי. קווי הזיהוי תואמים את המשרעת k של האות. אנו רואים שאנחנו עוברים למעשה באלכסון מהפינה השמאלית העליונה לפינה הימנית התחתונה. בקווי הזיהוי האלכסוניים העליונים משמאל יש משרעות גדולות יותר, ואילו התחתונות בקטן יותר, הקטנים ביותר הם כמטר לשנייה.


כוכב הלכת הזה, CoRoT-7b, היה העולם הסלעי המאושר הראשון מחוץ למערכת השמש שלנו, אך הוא לא נראה מקום נעים במיוחד לחיות בו. הוא נעול גאות לכוכב האם שלו, רואה 4,000 מעלות פרנהייט (2,200 מעלות צלזיוס). הוא עשוי גם להמטיר סלעים ולהיות הליבה של ענקית הגז המאודה. [סיפור מלא]

ללוק סקייווקר ולפלנטה הביתית של טאטואין במלחמת הכוכבים היו שתי שמשות, אך רסקואס זה היה קלוש לעומת כוכב לכת דמוי צדק שנמצא במרחק 149 שנות אור מכדור הארץ. לכוכב לכת זה שלוש שמשות, כאשר הכוכב הראשי דומה במסה לשמש שלנו. מערכת הכוכבים המשולשת ידועה בשם HD 188753. כמו טאטואין, סביר להניח שכוכב הלכת שם חם למדי & מתנייד סביבו קרוב מאוד לכוכב הראשי, ומשלים מסלול אחד כל 3.5 ימים. [סיפור מלא]


קבל את העלון היומי שלנו ב- LUNCHTIME GENIUS

רוצה להרגיש קצת יותר חכם בזמן שאתה מנשנש כריך? העלון היומי שלנו מגיע בדיוק בזמן לארוחת הצהריים, ומציע את החדשות המדעיות הגדולות ביותר ביום, התכונות האחרונות שלנו, שאלות ותשובות מדהימות וראיונות תובנות. PLUS מיני מגזין בחינם להורדה ושמירה.

תודה! חפשו בקרוב את עלון ה- Lunchtime Genius שלכם בתיבת הדואר הנכנס.

כבר יש לך חשבון אצלנו? היכנס כדי לנהל את העדפות הניוזלטר שלך