Eksoplaneedi uuringute valdkond kasvab hüppeliselt. Tänu missioonidele nagu Kepleri kosmoseteleskoop, üle nelja tuhande
Näiteks suutis rühm astronoome esmakordselt kujutada punase kääbustähega tiirleva planeedi pinda. Kasutades NASA andmeid Spitzeri kosmoseteleskoop, suutis meeskond anda harva pilgu planeedi pinna tingimustele. Ja kuigi need tingimused olid üsna vaenulikud - sarnanevad midagi sellist nagu Hades, kuid vähem õhku, et hingata -, kujutab see endast olulist läbimurret eksoplaneetide uurimisel.
Nagu nad viitasid oma uuringus, mis ilmus hiljuti ajakirjas Loodus, on nende vaadeldav planeet (LHS 3844b) maapealne (aka. kivine) keha, mis tiirleb ümber jaheda M-tüüpi (punase kääbuse) tähe, mis asub Maast 48,6 valgusaasta kaugusel. Selle planeedi avastasid algselt Exoplaneti uuringu satelliidi transiit (TESS) 2018. aastal on Maa raadiusest 1,3-kordne ja tiirleb ümber tema tähe perioodi 11 päeva.
Oma nime järgi tuvastas TESS planeedi transiidimeetodi abil, kus tähe heleduse perioodiline langus on märk sellest, et planeet möödub tema ees (ehk transiit) vaatleja suhtes. Järelvaatluste ajal, kasutades andmeid SpitzerInfrapunakiirguse kaamera (IRAC) suutis meeskond tuvastada LHS 3844b pinna valgust.
Tavaliselt on see keeruline väljavaade, kuna planeedi pinnalt peegelduv valgus uppub tähelt tuleva palju eredama valguse poolt. Kuna aga planeet tiirleb nii
See tähelepanek oli esimene kord Spitzer andmed suutsid anda teavet M-tüüpi kääbuse ümbritseva maismaaplaneedi atmosfääri kohta. See on eriti julgustav, kuna M-tüüpi kääbused on Universumis kõige tavalisem tähetüüp, moodustades ainuüksi Linnutee tähtedest 75% tähtedest. Nad on ka kõige pikaealisemad, võimelised püsima oma põhijärjestuses kuni 10 triljonit aastat.
Kahjuks olid tulemused potentsiaalselt asustatavate planeetide otsingu osas vähem kui julgustavad. Põhineb planeedi orbiidil ja selle saadud andmetel Spitzer, on planeedil vähe atmosfääri või puudub atmosfäär ja tõenäoliselt kaetakse see
Seda järeldati, kasutades LHS 3844b pinnapealset albedot (s.o selle peegelduvust), mis oli üsna tume. NASA reaktiivmootorite laboratooriumi eksoplaneediteadlane ja uuringu kaasautor Renyu Hu järeldas oma kolleegidega, et tõenäoliselt oli selle põhjuseks pind kaetud basaltiga - omamoodi vulkaanilise kivimiga.
“Me teame, et Kuu mära
Teine vähem julgustav leid oli tähtsusetu soojusülekanne, mis toimub planeedi päeva- ja öökülgede vahel. Meeskond sai sellest teada, mõõtes temperatuuri erinevust planeedi kahe külje vahel. Sellega seoses on LHS 3844b taas võrreldav elavhõbeda ja kuuga - kaks keha, millel praktiliselt puudub atmosfäär ja mille temperatuurimuutused on päeva- ja öökülgede vahel tohutud.
Nagu selgitas Harvardi ja Smithsoniani astrofüüsika keskuse (CfA) teadur ja uue uuringu juhtiv autor Laura Kreidberg - oli atmosfääri puudumine kõige tõenäolisem seletus nende nähtavate äärmuslike erinevuste jaoks. "Temperatuuri kontrastsus sellel planeedil on umbes nii suur kui võimalik," ütles ta. See sobib hästi meie mudeliga
Sellel uuringul on siiski üsna sügav mõju. Peale selle, et astronoomid on esimest korda suutnud kujutada punase kääbustähega tiirleva kivise planeedi pinda (omaette suur saavutus), võiks see ka heita valgust sellele, kuidas planeedi atmosfäär aja jooksul kaob. See on potentsiaalselt elamiskõlblike otsimisel äärmiselt oluline
Mõelge Marsile, mida muidu nimetatakse „Maa kaksikuks“. Kui Maa on suutnud säilitada oma atmosfääri ja (selle tagajärjel) vedelat vett oma pinnal, siis Marss kaotas oma atmosfääri miljardite aastate jooksul nii kaugele, et tal oli umbes 0,5% Maa atmosfäärirõhust. Selle põhjuseks on asjaolu, et Marss kaotas oma magnetvälja vahetult pärast planeedi moodustumist ja jahutamist.
Seetõttu toimus Marsi pinnal drastiline kliimamuutus, kus kogu tema pinnavesi kadus. Õppides atmosfääri kaotanud kiviseid eksoplaneete, eriti neid, mis tiirlevad ümber universumi kõige tavalisema tähe, võiks uurida
„Meil on palju teooriaid selle kohta, kuidas planeedi atmosfäär M kääbuste ümber valitseb, kuid me ei ole saanud neid empiiriliselt uurida. Nüüd on meil LHS 3844b-ga maapealne planeet väljaspool meie päikesesüsteemi, kus esmakordselt saame vaatluslikult kindlaks teha, et atmosfääri pole. "
Võrreldes meie Päikesega (G-tüüpi kollast kääbustähte) eraldavad M-tüüpi punased kääbused vähem üldist valgust, kuid ultraviolettkiirguse kõrge tase. See võib mitte ainult suurtes annustes elule kahjulik olla, vaid võib ka planeedi atmosfääri hävitada. Veelgi enam, punased kääbused on nooruses eriti vägivaldsed ja tekitavad palju ägenemisi, mille tagajärjel tekivad pursked radiatsiooni ja osakesi, mis võivad planeedi atmosfääri ära võtta.
Tõsi küll, see viimane uuring ei inspireeri täpselt M-tüüpi tähti tiirlevate kiviste planeetide roosilist väljavaadet. Ja kuna on olemas uuringuid, mis viitavad sellele, et punaste kääbaste süsteemid võivad olla kõige tõenäolisem koht tähe asustamistsoonis (HZ) tiirlevate kiviste planeetide leidmiseks, ei ole see ka elamiskõlblikkuse uuringute jaoks kuigi hea. Kuid nagu Kreidberg ütles, pole need leiud sugugi universaalsed:
„Loodan endiselt, et ka teised pöialpoiste ümber olevad planeedid suudavad oma atmosfääri hoida. Meie päikesesüsteemi maapealsed planeedid on tohutult mitmekesised ja ma loodan, et sama kehtib ka eksoplaneedisüsteemide kohta. "
Vahepeal on selle uuringu tulemused vaimustatud astronoomidest, mida see tähendab eksoplaneedi uuringute jaoks. Lähiaastatel käivitatakse James Webbi kosmoseteleskoop - millel on märkimisväärselt täiustatud IR-pildistamisvõimalused - võimaldab otseseid pildiuuringuid rohkem punastest kääbustähtedest orbiidil liikuvate kiviste planeetide moodi.
Nende hulka kuuluvad Proxima b, mis on meie Päikesesüsteemist lähim planeet ja seitsme planeedi süsteem TRAPPIST-1. Juba Spister on oma IRAC-instrumendi abil kogunud andmeid TRAPPIST-1 süsteemi kohta, mis näitas, et mõned neist sisaldavad tõenäoliselt vesijäät. Lisaks on järgmisel kümnendil võrgus mitu maapealset teleskoopi, mis võimaldavad läheduses asuvate eksoplaneetide otseseid pildiuuringuid.
Ka õigel ajal, kuna NASA kavatseb programmi lõpetada Spitzer/ IRAC-i toimingud kulude kokkuhoiu meetmena 2020. aasta veebruariks. Palju nagu Hubble ja Kepler, Spitzer on aidanud näidata teed tulevaste avastuste poole!
