Космология — Свойства экзопланеты

Первое прямое изображение внесолнечной планеты в 2004 году было изображено на планете массой 3-10 м _{Юпитера,} вращающейся вокруг коричневого карлика (2М1207) с массой 25 м _{Юпитера} . Такие методы, как лучевая скорость, транзит, гравитационное микролинзирование, визуализация, астрометрия и т. Д., Использовались для обнаружения экзопланет. Количество обнаружений увеличивается с каждым годом.

Примерно до 2010 года метод радиальной скорости широко использовался, но в настоящее время большинство обнаружений выполняется методом транзита. В 2014 году наблюдался всплеск числа обнаружений, когда Космический телескоп Kepler (KST) начал давать результаты.

Распределение массовых периодов показывает, что метод радиальной скорости больше смещен в сторону обнаружения массивных планет с большим периодом, тогда как при использовании метода Transit планеты с более низким периодом обнаруживаются только, как показано на следующем изображении (Courtesy: NASA Exoplanet Archive) ,

С момента появления KST наблюдается колоссальное увеличение числа обнаруженных планет меньшей массы. Это видно из рисунка, приведенного ниже. Планеты, обнаруженные KST, делятся на две группы: горячие массивные планеты, называемые «горячими юпитерами», и планеты с меньшей массой, называемые «горячими суперземлями» (поскольку они более массивны, чем Земля).

Когда мы наносим на график количество обнаруженных внесолнечных планет в зависимости от расстояния до них, мы обнаруживаем, что большинство этих планет находятся в пределах 2 кпк, что находится в пределах нашей галактики. Возможно, планеты не так уж редки во вселенной, поскольку наше обнаружение ограничено только определенным типом планет в очень маленькой части вселенной.

Планеты формируются из околозвездного диска или протопланетного диска . Если планеты образуются как побочный продукт во время звездообразования, возможно, количество планет во вселенной превышает количество звезд во вселенной !!

Обитаемые зоны

Обитаемая зона может быть определена как зона вокруг звезды, где вода может существовать в жидкой форме. Рассмотрим планету на расстоянии $a_p$ от звезды, как показано на следующем рисунке. Простой метод расчета температуры планеты описывается следующим образом.

$$\ left (\ frac {L_ \ ast} {4 \ pi a ^ 2_p} \ right) \ pi R ^ 2_p (1 - A) = 4 \ pi R ^ 2_p \ sigma T ^ 4_p$$

а также

$$\ frac {L_ \ ast} {4 \ pi R ^ 2_ \ ast} = \ sigma T ^ 4_ \ ast$$

$$\ следовательно T_p = (1 - A) T_ \ ast \ sqrt {\ frac {R_ \ ast} {2a_p}}$$

В нашем случае подставляя

• L _солнце = 3,83 х 10 ²⁶

• а _р = 1,5 ∗ 10 ¹¹ и

• А = 0,3

L _солнце = 3,83 х 10 ²⁶

а _р = 1,5 ∗ 10 ¹¹ и

А = 0,3

Даст $T_ {Земля} = 255K$. Фактический расчет очень сложен, который включает физику облаков. Зона обитания в нашей солнечной системе находится в диапазоне от 0,9 до 1,7 а.е.

Было обнаружено, что светимость Солнца увеличивается со временем из-за снижения давления газа. Когда он начал сжигать водород, он был на 30% менее ярким. Это приведет к смещению жилой зоны от Солнца. Поскольку Земля находится вблизи внутреннего края Обитаемой зоны, возможно, однажды она выйдет из зоны!

Непрерывно обитаемая зона

Короче говоря, это называется CHZ, который может быть определен как область, в которой жидкая вода может существовать в течение всего времени жизни главной последовательности звезды. KST обнаружил много внесолнечных планет, которые находятся в обитаемой зоне.

Биологическая подпись — это любое вещество, такое как элемент, изотоп, молекула или явление, которое предоставляет научные доказательства прошлой или настоящей жизни. Примером является обнаружение как O _{2, так} и CO ₂ на планете, что, как правило, невозможно только с помощью геологических процессов. Это обнаружение осуществляется путем анализа спектров поглощения.

Такие методы, как радиальная скорость, транзит, гравитационное микролинзирование, визуализация, астрометрия и т. Д., Использовались для обнаружения экзопланет.

Метод лучевой скорости больше ориентирован на обнаружение массивных планет с большим периодом.

Горячие массивные планеты называются «Горячим Юпитером», а планеты с более низкой массой — «Горячие супер-земли».

Количество планет во вселенной превышает количество звезд во вселенной.

Обитаемая зона может быть определена как зона вокруг звезды, где вода может существовать в жидкой форме.