EVE a valóságban-Exobolygók

Sokaknak talán fel sem tűnik hogy mennyit tudományos tartalom van a játékban amivel nap mint nap játszunk. Pedig hozzákapcsolódik mindennapjaitokhoz, ha aszteroidbeltbe mentek fúrni vagy egy állomáson dockoltok le. Miért is? – Mert mint egy bolygó körül keringenek..azért ez így nem teljesen igaz mert statikus-an ott vannak egyhelyben, vagy ha úgy jobban tetszik az egész naprendszer összes égitestje egyszerre mozog. Mondjuk valljuk be elég kaotikus lenne ha minden más sebességel mozogna, sosem lenne állandó a naprendszer. Nem sokat érne egy station kidock spot 😀

De miről is beszélek?- A naprendszerünkön kívüli, vagyis idegen csillagok körül keringő bolygókat nevezzük extraszoláris bolygóknak, vagy röviden exobolygóknak. Manapság egyre többet hallani róluk, szédítő tempóban fedezi fel az emberiség a körötte lévő világegyetemet. Holott 100-200 évvel ezelőtt csak a csillagászok képzeletében léteznek a más csillagok szülöttei a mai technikai vívmányokkal már tudományosan bebizonyított az helyes következtetésük.

Kicsit a számokról, exoplanet.eu szerint a mai napig 1114 naprendszer azonosítottak amelyben 795 Exobolygót találtak meg és ebből 461 olyan naprendszer ami egynél több planétával büszkélkedhet. Sőt elég sok olyan bolygót azonosítottak már ami a lakható zónában helyezkedik el, ahol lehetséges folyékony víz. Döbbenetes számok ezek, szinte lehetetlen elképzelni hogy mennyi olyan bolygó lehet amely hordozhat életet a felszínén.

Az exobolygók számos tulajdonságát teljes homály fedi, a legfontosabb három kérdés anyagi összetételük, van-e felszínükön élet, és az, hogy keringenek-e körülöttük holdak. A bolygók anyagi összetételére sűrűségükből következtethetünk, emellett néhány szerencsés esetben sikerült a bolygó színképét (nagyon kis felbontással) felvenni. Nagyobb részük a Jupiterhez hasonló gázóriás, a naprendszer hasonló bolygóinak mindegyike körül számos hold kering. Amennyiben a holdak képződése hasonlóan gyakori más rendszerekben, úgy a már felfedezett exobolygók körül is több ezer hold keringhet felfedezésre várva. Mivel ezen égitestek egy része a csillag körüli lakhatósági zónában kering, holdjaikon kialakulhattak az élet hordozására alkalmas feltételek, de az élet felfedezése ilyen égitesteken lehetőségeinket még messze meghaladja.

 

Földszerű exobolygók

A földön kívüli élet keresése szempontjából fontosak az olyan exobolygók, melyeknek fizikai tulajdonságai (felszíni hőmérséklet, anyagi összetétel, méret) hasonlóak a Földéhez, különösen, hogy az elsőnek felfedezett ilyen égitestek nagy része nemhogy a Földtől, de a Naprendszer többi tagjától is jelentősen különbözik.

Az első, a lakható övezetben felfedezett exobolygó a Gliese 581c, mely a tőlünk 20,5 fényévre található Gliese 581 csillag körül kering. Átmérője 50%-kal nagyobb a Földénél, tömege a Föld tömegének ötszöröse. Felszínén valószínűleg 0-40 °C közötti átlaghőmérséklet uralkodik, így elvileg megfelelő környezet lehet az élet számára. Összesen három bolygót fedeztek fel a Gliese 581 csillag körül, a másik kettő aGliese 581b és Gliese 581d. Ezen kettő közül a Gliese 581b óriásbolygó, a Gliese 581d viszont szilárd felszínű. Három potsdami klímakutató és egy amerikai (Arlington Texas egyetemi) fizikus 2007 májusában közölt számításai szerint Gliese 581c nem alkalmas élet számára, a gyorsuló üvegházhatása miatt. Ezzel szemben szerintük a csillagtól valamivel távolabb keringő bolygó, a Gliese 581d megfelelő lehet, annak ellenére, hogy ennek a bolygónak az elliptikus keringési pályája naptávolban rideg körülményekhez vezet, ami az életet primitív életformák lehetőségére korlátozza.

Az első olyan exobolygó, melyről nagy bizonyossággal kijelenthető, hogy felszíne szilárd, a CoRoT–7b, melyet 2009-ben, fedési módszerrel fedeztek fel. A bolygó méretét a csillag fedésének mértékéből, tömegét az ESO la sillai 3,6 méteres távcsövére szerelt HARPS spektrográffal, a csillagra kifejtett gravitációs hatásából számították ki, ezekből viszont következtetni tudtak átlagsűrűségére.

De hogyan is fedezik fel ?

Megfigyelési módszerek:

A) közvetlen kimutatás:

  • látszik a bolygó a csillag mellett (pl. űrtávcsöves felvételek, főleg infravörösben);
  • infravörös többlet-sugárzás (a bolygó hőmérsékleti sugárzása hozzáadódik a csillagáéhoz)

B) közvetett kimutatás:

  • fotometria (csillag fényességének változása a bolygója általi részleges elfedése miatt);
  • asztrometria (a csillag hullámos térbeli sajátmozgása az éggömbön);
  • spektroszkópia (a csillag színképvonalainak periodikus kék-vörös eltolódása);
  • spektroszkópia (Doppler imaging, a csillag színképvonalainak alakja változik, ha fedés van)
  • gravitációs perturbáló hatás (a csillag körüli anyagkorongban)
  • gravitációs lencse hatás (egy háttér csillag fényének kettős felerősítése a bolygós csillag által)
  • pulzár-jelek modulációja (a pulzár keringéséből származóan)

 

A legsikeresebben alkalmazott módszer a csillag színképvonalainak vizsgálata volt eddig. Ha a csillagnak van nagy tömegű bolygója, akkor a csillag is kering a közös tömegközéppontjuk körül, periodikusan közeledik-távolodik hozzánk képest, így a Doppler-effektus miatt a csillag színképében a vonalak hol a kék, hol a vörös felé eltolódnak.

A csillag látóirányú sebességének változását jellemzi: a P periódus és a K amplitúdó. Először a csillag színképből és luminozitásból becsült M* tömege és a P periódus alapján Kepler III. törvénye megadja a bolygó r pályasugarát. Körpályát feltételezve a sugárból kapjuk a bolygó Vb pályamenti sebességét, majd az impulzusmegmaradás alapján a bolygó Mb tömegét. Ez az érték az Mb sin i, azaz a bolygó minimális tömege, ugyanis a látóirányunk és a bolygó keringési síkjára merőleges irány közötti szöget (i) általában nem ismerjük.

A megfigyelési módszerekbe részletesen nem akarok bele menni, én is sokadjára olvasva értettem meg miről is van szó. De azért pár képben szeretném illusztrálni, hogy miként működnek a bolygók kimutatásának fajtái.

 

Tervezett exobolygó-keresési programok

2014–2020 között több, a jelenlegi műszereknél nagyságrendekkel érzékenyebb űrtávcső indítása várható, a SIM PlanetQuest, a Terrestrial Planet Finder amerikai műhold interferometria-módszerrel, a New Worlds(valamint a TPF egyik változata és a 2017. után induló japán SPICA űrtávcső) pedig a központi csillag koronográfhoz hasonló módon történő kitakarásával fog működni. Az ESA tervezett PLATO űrtávcsöve, mely, ha megkapja a szükséges pénzeszközöket, 2017-ben indul, és a Kepler űrtávcsőhöz hasonló módszerrel, annál azonban mintegy tízszer több csillagot vizsgálva keres majd exobolygókat.

 

Advertisements