Umat manusia menyedari sejak awal bahawa ada bintang di langit, dan ada banyak di antaranya. Maka pemikiran ini ditambah dengan hujah bahawa bintang-bintang itu mirip dengan Matahari kita, atau pada suatu masa serupa. Kemudian menjadi jelas bahawa Bumi dan planet-planet lain berputar di sekitar Matahari, dan timbul pertanyaan yang masuk akal: "Mengapa planet tidak dapat berputar di sekitar bintang lain?" Teori ini tidak melihat adanya masalah kemungkinan adanya planet di luar sistem suria, tetapi sains selalu memerlukan fakta. Dan dari masa ke masa, fakta-fakta ditemui.
Eksoplanet
Apa itu exoplanet? Semuanya keterlaluan - ini adalah planet di luar sistem suria yang berputar di sekitar bintang. Istilah ini terbentuk dari singkatan planet suria ekstra, yaitu planet ekstrasolar. Tetapi jangan bingung: tidak semua yang berada di luar sistem suria adalah eksoplanet, ada juga benda langit - anak yatim, planet yang disebut, yang melalui ruang di luar orbit bintang induk.
Apa itu eksoplanet? Mereka sangat berbeza. Teleskop angkasa Kepler mengamati hanya dua buruj - Cygnus dan Lyru - selama 8 tahun, tetapi menemui kira-kira seribu calon eksoplanet. Dan kami mempunyai 88 buruj, dan kedua-duanya masih ada yang dapat dijumpai.
Oleh itu, terdapat banyak eksoplanet, dan mereka berbeza. Kaedah pengesanan, yang akan kita bicarakan kemudian, tidak memungkinkan kita menentukan komposisi, suasana dan sifat planet yang dijumpai dengan tepat. Apa yang boleh kita katakan, kita langsung tidak dapat melihat eksoplanet. Tetapi melalui tanda dan data tidak langsung, klasifikasi dapat dibuat.
Dua kelas utama eksoplanet adalah planet batu kecil dan planet raksasa. Sekiranya kita menerapkan klasifikasi ini pada sistem suria kita, maka Venus, Mercury, Earth dan Mars akan menjadi yang pertama, dan Musytari, Saturnus, Uranus dan Neptunus akan menuju yang kedua.
Setiap kelas boleh dibahagikan kepada sebilangan subkelas. Mari kita analisis yang paling asas.
Video promosi:
Planet Chthonic
Planet chthonic adalah gergasi gas yang cepat jatuh pada bintang induk. Di tengah gergasi gas terdapat nukleolus padat kecil yang menahan jisim gas besar di sekelilingnya. Secara beransur-ansur menghampiri bintang induk, gergasi gas mula menguap cangkangnya sehingga satu inti tetap ada.
Penggambaran artistik transit planet chthonic HD 209458b di hadapan bintangnya. Agensi Angkasa Eropah, Alfred Vidal-Madjar (Institut d'Astrophysique de Paris, CNRS, Perancis) dan NASA / wikimedia.org (CC BY 4.0)
Bumi super
Kriteria utama dan satu-satunya di mana planet dapat digolongkan sebagai bumi super adalah jisimnya. Planet semacam itu biasanya beberapa kali lebih berat daripada Bumi, tetapi pada masa yang sama jauh lebih kecil daripada gergasi gas. Berbeza dengan planet chthonic, banyak benda langit seperti itu telah dijumpai, dan pada tahun 2007, para astronom menjumpai Gliese 581-c super-bumi di zon yang dapat dihuni.
Gliese 581c Tyrogthekreeper / wikimedia.org (CC BY-SA 3.0)
Musytari panas
Nama planet terkenal ditulis dengan huruf kecil bukan secara tidak sengaja, Musytari panas bukanlah planet tertentu, tetapi kelas planet keseluruhan. Tidak seperti gergasi gas kita, Musytari panas terletak hampir dengan bintang induk, yang memanaskan suasananya hingga 1500 K. Kerana sebilangan ciri, khususnya, saiznya yang besar, banyak Musytari panas telah ditemui.
Musytari sejuk
Di kelas inilah Jupiter dan Saturnus asal - Musytari sejuk terletak pada jarak yang jauh dari bintang sehingga ia menerima sebahagian besar habanya dari proses dalaman, dan bukan dari radiasi.
Gergasi ais
Kami juga mempunyai planet seperti ini dalam sistem kami: Uranus dan Neptune adalah wakil khas raksasa ais - planet dengan ukuran besar dan jarak dari bintang asalnya. Oleh kerana sinar itu memanaskan planet-planet seperti itu, hampir keseluruhan permukaannya terikat oleh ais, bukan sahaja ais air, tetapi juga es metana dan hidrogen sulfida.
Gambar Voyager 2 Neptune pada bulan Ogos 1989. NASA / wikimedia.org (CC0 1.0)
Senarai spesies exoplanet dapat diteruskan dalam jangka masa yang sangat lama. Terdapat planet lautan, planet karbon, neptunus panas dan sejuk, dan banyak lagi. Tetapi kita akan membincangkan bagaimana mereka ditemui.
Kaedah untuk mengesan eksoplanet
Mari lakukan percubaan mudah. Entah bagaimana, pada malam musim panas yang hangat, lebih baik di selatan, berhampiran Khatulistiwa, mata anda ke langit malam. Apa yang akan anda lihat? Betul, berjuta-juta bintang. Bintang yang berbeza - terang dan tidak terlalu terang, bersendirian dan dalam buruj. Tetapi hampir semua orang, kecuali Mercury, Musytari, Bulan dan mungkin Marikh, akan menjadi bintang.
Begitu juga dengan teleskop gergasi di balai cerap. Bintang-bintang, kerana ukuran dan radiasi mereka, hampir menyumbat seluruh ruang ruang yang dapat dilihat, dan planet-planet, yang bersinar dengan cahaya yang sangat lemah dan dipantulkan, tidak dapat dilihat dengan latar belakangnya. Oleh itu, jika ada suatu peradaban tahap perkembangan kita, kemungkinan besar meneka tentang kehadiran Musytari dan Saturnus berhampiran Matahari, tetapi tidak lebih.
Tetapi exoplanet dijumpai, dan sangat dipercayai. Kami mempunyai beberapa cara untuk melakukan ini.
Yang paling produktif adalah kaedah fotometri transit, atau transit. Faktanya ialah setiap bintang mempunyai penunjuk seperti kilauan. Secara kasar, cahaya adalah semua cahaya yang dipancarkan oleh bintang per unit masa. Tetapi jika beberapa cakerawala melintas di antara teleskop pemerhati dan bintang, maka pada waktu lulus cahaya itu jatuh. Dan jika proses ini diulang secara berkala, ini bermaksud bahawa planet ini berputar di sekitar bintang. Terdapat kebaikan dan keburukan kaedah ini. Nilai tambah utama adalah keupayaan untuk menentukan ukuran exoplanet. Minus - untuk menentukan secara tepat kehadiran planet dengan jangka masa orbit yang panjang, misalnya, seperti Musytari (12 tahun), anda harus memerhatikan bintang itu dalam jangka masa yang sangat lama.
Kaedah Doppler. Dinamakan sempena ahli matematik Austria Christian Doppler, kaedah ini mengukur perpindahan spektrum bintang di bawah pengaruh planet. Undang-undang graviti berfungsi di kedua arah, termasuk untuk kita, oleh itu bukan sahaja Bumi menarik kita, tetapi kita juga Bumi. Begitu juga dalam sepasang planet - bintang. Putaran eksoplanet besar mengubah kecepatan radial bintang induk, dan instrumen menunjukkan bagaimana planet berayun di kawasan merah spektrum, kemudian di ungu. Kaedah Doppler memungkinkan, bersama dengan transit, untuk menentukan ketumpatan planet ini, tetapi sekali lagi - hanya jika ia cukup besar.
Microlensing graviti. Kaedah ini berkaitan dengan kehadiran bintang lain antara teleskop astronomi dan bintang yang diperhatikan, yang bertindak sebagai lensa graviti. Tetapi jika bintang lensa mempunyai planetnya sendiri, maka cahaya bintang yang diperhatikan akan disimpang secara khas.
Dan akhirnya, eksoplanet dapat dilihat dengan mudah. Planet itu sendiri adalah sumber cahaya yang sangat lemah, jadi sangat sukar untuk mengesan benda langit terestrial menggunakan kaedah ini. Objek yang paling mungkin dikesan adalah raksasa yang lebih besar daripada Musytari, yang cukup jauh dari bintang untuk memancarkan sinar inframerah dengan sendirinya.
Sehingga 2014, kaedah Doppler, atau metode kecepatan radial, dan kaedah transit berkongsi kepemimpinan dalam jumlah eksoplanet yang ditemui. Pada tahun 2014, berkat kejayaan pencarian eksoplanet - teleskop Kepler, kaedah transit jauh lebih maju.
Fakta menarik: maklumat yang diperoleh Kepler sangat luas sehingga tersedia secara bebas untuk semua orang belajar. Oleh itu, projek Planet Hunters telah membantu menemui tiga eksoplanet.
Kemungkinan hidup dan prospek penjajahan
Secara semula jadi, orang biasa kurang berminat dengan neptunus panas dan kaedah untuk mengesan eksoplanet. Kepentingan utama orang ramai adalah kemungkinan kehidupan dan penjajahan benda langit yang jauh.
Forplayday / bigstock.com
Secara keseluruhan, 3,614 eksoplanet ditemui pada bulan Jun 2017. Dari jumlah tersebut, mereka menyerupai Bumi - 216. Terdapat banyak pilihan. Tetapi penjajahan dan kemungkinan adanya kehidupan dibatasi oleh sejumlah parameter.
Zon yang boleh didiami
Biasa mengukur segala-galanya dengan sendirinya, ahli astronomi dunia telah memperoleh konsep zon yang dapat dihuni. Inti konsepnya adalah bahawa setiap bintang mesti mempunyai zon tertentu di mana planet dapat didiami.
Keadaan utama zon yang boleh dihuni adalah adanya air cair. Oleh itu, planet ini mesti cukup dekat dengan bintang supaya air tidak membeku, dan cukup jauh sehingga tidak menguap. Untuk mengira pusat zon yang dapat dihuni, persamaan bahkan dihasilkan yang kelihatan seperti dAU = √Lstar / Lsun, di mana d adalah radius purata zon yang dapat dihuni, Lstar adalah kilauan bintang, dan Lsun adalah kilauan Matahari.
Terdapat 52 planet dalam senarai eksoplanet yang dapat dihuni, menurut University of Puerto Rico. Salah satunya ialah TRAPPIST mini-bumi - 1d, 21 planet yang setanding dengan Bumi, dan 30 bumi super.
Kriteria utama adalah komposisi planet, suhu permukaan, ukuran dan atmosfera. Planet-planet tersebut dinilai berdasarkan tahap kesamaan dengan Bumi, dan bahkan satu kriteria berangka khas telah diturunkan, yang terdiri dari semua hal di atas. Sekiranya sebuah planet memperoleh 0,8 hingga 1 dalam indeks kesamaan Bumi, maka planet itu dapat dimasukkan dengan selamat ke dalam senarai koloni yang berpotensi. Oleh itu, pilihlah, tuan-tuan penjajah!
Kepler-438b
Dia adalah pemegang rekod untuk kesamaan dengan Bumi hingga 2016. ESInya (Indeks Kesamaan Bumi) ialah 0.88. Planet itu sendiri terletak 470 tahun cahaya dari Bumi di buruj Lyra, dan bintang induk Kepler-438b hanya separuh dari ukuran Matahari. Planet itu sendiri terletak di zon bintang yang dapat dihuni, dengan ukuran melebihi Bumi sebanyak 12%.
Proxima Centauri b
Bintang rumah planet ini adalah Proxima Centauri, yang paling dekat dengan Matahari. Planet itu sendiri, seperti cahaya, terletak 4.22 tahun cahaya dari kita. Menurut indeks kesamaan, Proxima Centauri memperoleh 0.85 dan yakin akan berada di kedudukan teratas.
TRAPPIST-1 d
Pada masa ini, planet TRAPPIST, yang ditemui oleh teleskop, adalah yang paling mirip dengan Bumi kita. Ia juga yang ketiga dari bintang induknya, sedikit lebih rendah dari ukuran Bumi dan sangat serupa dalam komposisi. Suhu permukaan yang dianggarkan ialah +15 darjah Celsius.
Malangnya, ketersediaan planet yang sesuai untuk penjajahan jauh dari halangan yang paling penting dalam perjalanan penjajahan alam semesta manusia. Bahkan ke Proxima Centauri b, dengan teknologi terkini, bakal penjajah mempunyai waktu penerbangan yang sangat lama. Dan sehingga kita belajar untuk merangkumi jarak sekurang-kurangnya 10 tahun cahaya dengan berkesan, masih terlalu awal untuk membincangkan penaklukan exoplanet.
Masih terdapat banyak variasi eksoplanet. Tetapi penemuan terbesar menanti kita di hadapan - projek antarabangsa yang bercita-cita tinggi telah disiapkan di Bumi untuk membuat teleskop raksasa dan pemerhati angkasa yang akan dapat melihat apa yang tidak dapat kita temui sekarang. Tetapi saya belum menyebutkan bahawa eksoplanet mempunyai satelit.
