Astronomlar ekzoplanetləri necə tapırlar?

Rəssamın ulduzunun qarşısından keçən uzaq bir planet anlayışı. Bir çox ekzoplanet ulduz işığının planetin keçişi zamanı baş verən kiçik dalğalanması nəticəsində tapılır. Şəkil vasitəsiləSciTechDaily.


İldənTRAPPIST-1 xəbərləri22 Fevral 2017 -ci ildə mediada göründüyü zaman ekzoplanetlər əvvəlkindən daha da qaynar bir mövzu halına gəldi. TRAPPIST-1 sistemində bilinən 7 planet cəmi 40 işıq ili uzaqdadır və onlar da varkəşfiyyat üçün hazırdırYer və kosmik teleskoplar vasitəsilə. Ammabir neçə mindigər ekzoplanetlər - uzaq günəşlərin ətrafında fırlanan planetlər - astronomlara məlumdur. Rəssamın yuxarıdakı anlayışı bir az yanıltıcıdır, çünki çox parlaq ulduzların planetlərindən fərqli olduğunu göstərmir. Ulduzların bu parlaqlığı ekzoplanetləri tapmağı çətinləşdirir. Astronomların ekzoplanetləri necə tapdıqları haqqında daha çox məlumat əldə etmək üçün aşağıdakı bağlantıları izləyin.

Ekzoplanetlərin çoxu tranzit üsulu ilə tapılır


Bəzi ekzoplanetlər yellənmə üsulu ilə tapılır

Bir neçə ekzoplanet birbaşa görüntüləmə yolu ilə tapılır

Bir neçə ekzoplanet mikrolensizasiya yolu ilə tapılır

Rəssamın Yerdən göründüyü kimi TRAPPIST-1 sistemi konsepsiyası. Şəkil kreditiNASA/JPL-Caltech.




Planetlərin çoxu tranzit üsulu ilə tapılır.TRAPPIST-1 planetləri üçün vəziyyət belə idi. Əslində, TRAPPIST sözü yerə əsaslanan deməkdirKiçik Teleskopla Planetlərin və Planetlərin İxtisaslaşdırılmasıNASA -nın Spitzer Kosmik Teleskopu və digər teleskopları ilə birlikdə bu sistemdəki planetlərin ortaya çıxmasına kömək etdi.

Bir çox ekzoplaneti tranzit üsulu ilə tanıyırıq, çünki dünyanın əsas planet-ovçu teleskopu-kosmosa əsaslanan Kepler missiyası bu üsuldan istifadə edir. 2009 -cu ildə başladılan orijinal missiya, 4696 ekzoplanet namizəd tapdı, onlardan 2331 -i təsdiqlənmiş ekzoplanet,NASA -ya görə. O vaxtdan bəri genişləndirilmiş Kepler missiyası (K2) kəşf etdidaha çox.

Transit vasitəsiləNASA.

Kepler-6b işıq əyrisi. Düşmə planetin keçidini təmsil edir. Şəkil vasitəsiləWikimedia Commons.


Tranzit metodu necə işləyir? Günəş tutulması, məsələn,ediray Günəşlə Yer arasında keçərkən meydana gələn bir keçid. Ekzoplanet tranzitləri, ulduzu ilə Yer arasında uzaq bir ekzoplanet keçəndə baş verir. Tam bir Günəş tutulması baş verdikdə, Günəşimizin işığı Yerdən göründüyü kimi 100% -dən 0% -ə, sonra isə tutulma bitdikdə 100% -ə qayıdır. Elm adamları, keçid ekzoplanetləri axtararkən uzaq ulduzları müşahidə etdikdə, bir ulduzun işığı, ən çox, yalnız bir neçə faiz və ya yüzdə bir hissəsi ilə sönə bilər. Yenə də, planetin ulduzu ətrafında fırlandığı zaman müntəzəm olaraq baş verdiyini düşünsək, bir ulduzun işığına bir dəqiqəlik dalğalanmaq başqa bir şəkildə gizlədilmiş bir planet ortaya çıxara bilər.

Bir ulduzun işığına daldırma ekzoplanetləri aşkar etmək üçün lazımlı bir vasitədir. Astronomlar onu istifadə etmək üçün bir ulduzun yaydığı işığı ölçə biləcək çox həssas alətlər hazırlamalı oldular. Astronomlar uzun illərdir ki, ekzoplanetlər axtarsalar da, tapmağa başlamadılar1990 -cı illərə qədər.

Theişıq əyrisiZamanla bir ulduzun işığını qrafiki ilə əldə etməklə alimlərə ekzoplanetin orbitinin meylini və ölçüsünü də anlamağa imkan verir.

Cizgi işığı əyrisini görmək üçün ekzoplanetin adını vurunburada.


Və qeyd edək ki, keçid üsulu ilə kəşf edilmiş ekzoplanetləri əslində görmürük. Əksinə, onların varlığı təxmin edilir.

Yellənmə üsulu. Mavi dalğalar qırmızı işıq dalğalarından daha yüksək tezliyə malikdir. Şəkil vasitəsiləNASA.

Bəzi planetlər yellənmə üsulu ilə tapılır. Ekzoplanetləri kəşf etmək üçün ən çox istifadə edilən ikinci yol bəzən Doppler spektroskopiyasıdır.radial sürət metoduvə ümumi olaraq tanınırtitrəmə üsulu. 2016 -cı ilin aprel ayına olan məlumata görə, bu metoddan istifadə etməklə 582 ekzoplanet (o vaxt məlum olanların ümumi sayının təxminən 29,6% -i) aşkar edilmişdir.

Ulduzları əhatə edən bütün cazibə qüvvəsinə bağlı sistemlərdə, orbitdəki cisimlər - bu halda bir ulduz və onun ekzoplaneti - ümumi bir kütlə mərkəzi ətrafında hərəkət edir. Bir ekzoplanetin kütləsi ulduz kütləsi ilə müqayisədə əhəmiyyətli olduqda, ulduzun işıq tezliklərinin dəyişməsi ilə təsbit edilən bu kütlə mərkəzində titrəməni hiss etmə potensialımız var. Bu dəyişiklik əslində birDoppler sürüşməsi. Bunu edən eyni təsirdirdindarbir avtomobilin mühərrikinin səsi, avtomobil sizə doğru yaxınlaşdıqca yüksək, avtomobil uzaqlaşdıqca isə aşağı səslənir.

Çox böyük bir cismin orbitində olan ulduzun titrəməsi. Şəkil vasitəsiləWikimedia Commons.

Eyni şəkildə, Yerdən baxıldığında, ulduzun və planetinin (və ya planetlərinin) ümumi bir ağırlıq mərkəzi ətrafında kiçik hərəkətləri ulduzun normal vəziyyətinə təsir göstərir.işıq spektri. Ulduz müşahidəçiyə doğru hərəkət edərsə, onun spektri göyə doğru bir qədər sürüşmüş görünür; uzaqlaşırsa, qırmızıya doğru yönəldiləcək.

Fərq çox böyük deyil, amma müasir alətlər onu ölçmək üçün kifayət qədər həssasdır.

Astronomlar bir ulduzun işıq spektrindəki dövri dəyişiklikləri ölçdükdə, əhəmiyyətli bir cismin - böyük bir ekzoplanetin orbitdə olduğuna şübhə edə bilərlər. Digər astronomlar onun varlığını təsdiq edə bilərlər. Sarsıntı üsulu yalnız çox böyük ekzoplanetlər tapmaq üçün faydalıdır. Yerə bənzər planetlərin bu cür təsbit edilməsi mümkün deyildi, çünki Yerə bənzər cisimlərin yaratdığı titrəyiş cari alətlərlə ölçülə bilməyəcək qədər kiçikdir.

Həm də unutmayın ki, yenə də bu üsuldan istifadə edərək, ekzoplaneti görmürük. Onun varlığı təxmin edilir.

HR 87799 ulduzu və planetləri. Bu sistem haqqında daha çox oxuyunVikipediya.

Bir neçə planet birbaşa görüntüləmə yolu ilə tapılır.Birbaşa görüntüləmə fantastik bir terminologiyadırekzoplanetin şəklini çəkmək. Ekzoplanetləri kəşf etməyin ən populyar üçüncü üsuludur.

Birbaşa görüntü ekzoplanetləri kəşf etmək üçün çox çətin və məhdudlaşdırıcı bir üsuldur. Hər şeydən əvvəl ulduz sistemi Yerə nisbətən yaxın olmalıdır. Bundan sonra, bu sistemdəki ekzoplanetlər ulduzdan kifayət qədər uzaq olmalıdır ki, astronomlar onları ulduzun parıltısından fərqləndirsinlər. Həmçinin elm adamları a adlı xüsusi bir alətdən istifadə etməlidirlərkoronaqrafulduzdan gələn işığı maneə törətmək, orbitdə ola biləcək hər hansı bir planetin və ya planetin dimmer işığını ortaya çıxarmaq.

AstronomKate FolletteBu üsulla işləyən ForVM -ə, birbaşa görüntüləmə yolu ilə tapılan ekzoplanetlərin sayının, bir planetin tərifindən asılı olaraq dəyişdiyini söylədi. Ancaq, bu şəkildə 10 -dan 30 -a qədər hər hansı bir yerin kəşf edildiyini söylədi.

Vikipediyada aBirbaşa fotoşəkil çəkilmiş 22 ekzoplanetin siyahısı, amma bəziləri yox idikəşf etdibirbaşa görüntüləmə vasitəsi ilə. Başqa bir şəkildə və daha sonra - dözülməz zəhmət və əzmkar ağıl, üstəgəl alətlərin inkişafı sayəsində astronomlar bir görüntü əldə edə bildilər.

Mikrolensasiya prosesi mərhələdən, sağdan sola. Lensli ulduz (ağ), görüntüsünü böyüdən və mikrolensasiya hadisəsi yaradan mənbə ulduzun (sarı) qarşısında hərəkət edir. Sağdakı dördüncü görüntüdə planet, işıq əyrisində iki xarakterik sünbül yaradan öz mikrolensasiya effektini əlavə edir. Şəkil və başlıq vasitəsiləPlanet Cəmiyyəti.

Bir neçə ekzoplanet mikrolensizasiya yolu ilə tapılır.Bir ekzoplanet çox böyük deyilsə və ev sahibi ulduzunun aldığı işığın çox hissəsini udursa nə etməli? Yəni bunları görə bilmirik?

Kiçik qaranlıq cisimlər üçün elm adamları, Eynşteynin Ümumi Nisbilikinin möhtəşəm nəticəsinə əsaslanan bir texnikadan istifadə edirlər. Yəni kosmosdakı obyektlər məkan əyrisi; işıq onların yanına gedirəyilirNəticədə. Bu analoqduroptik qırılmabəzi yollarla. Bir fincan suya bir qələm qoyduqda, işığın sudan qırılması səbəbindən qələm qırıq görünür.

Onilliklər sonra sübut olunmasa da, məşhur astronomFritz Zwicky1937 -ci ildə qalaktikaların cazibə qüvvəsinin onların rolunu oynamasını təmin etməli olduğunu söyləmişdiqravitasiya linzaları. Qalaktika qruplarından və hətta tək qalaktikalardan fərqli olaraq, ulduzlar və planetləri o qədər də böyük deyillər. İşığı çox əymirlər.

Buna görə də bu üsul adlandırılırmikrolensiya.

Ekzoplanet kəşfi üçün mikrolensinqdən istifadə etmək üçün bir ulduz Yerdən göründüyü kimi daha uzaq bir ulduzun qarşısından keçməlidir. Elm adamları, uzaq sistemin əyilmiş uzaq mənbədən gələn işığı ölçə biləcəklər. Araya girən ulduzla onun ekzoplanetini fərqləndirə bilərlər. Bu üsul, ekzoplanet öz ulduzundan çox uzaqda olsa belə işləyir, tranzit və yellənmə üsullarından üstündür.

Ancaq təsəvvür etdiyiniz kimi istifadə etmək çətindir. Vikipediyada amikrolensizasiya yolu ilə kəşf edilmiş 19 planetin siyahısı.

Hər il kəşf edilən ekzoplanetlər. Qeyd edək ki, iki kəşf üsulu tranzit və radial sürətdir (titrəmə üsulu). Şəkil vasitəsiləNASA -nın Exoplanet Arxivi.

Aşağı xətt: Ekzoplanetləri kəşf etməyin ən məşhur üsulları, radial sürət olaraq da bilinən tranzit üsulu və yellənmə metodudur. Bir neçə ekzoplanet birbaşa görüntüləmə və mikrolensizasiya yolu ilə kəşf edildi. Yeri gəlmişkən, bu məqalədəki məlumatların çoxu, çağırdığım bir onlayn kursdan gəlirSuper Yerlər və Həyat, Harvard tərəfindən verilmişdir. Maraqlı kurs!