Тези 10 супер екстремни екзопланети са извън този свят

Upsilon Andromedae b е екзопланета с различни температурни крайности. Денят му, който трайно се изправя срещу родителската си звезда, изпитва адски високи температури, докато нощната му част е под нулата.

Upsilon Andromedae b е екзопланета с различни температурни крайности. Денят му, който трайно се изправя срещу родителската си звезда, изпитва адски високи температури, докато нощната му част е под нулата. (Кредит на изображението: НАСА/JPL-Caltech)



Почти е трудно да се повярва, че до ранните години на 90 -те години астрономите все още не са открили планета извън нея слънчева система .

Въпреки че учените бяха сигурни, че други звезди са обикаляли около други звезди, имаше малко доказателства за други планетни системи до откриването на две екстрасоларни планети - или екзопланети - обикалящи около Натиснете PSR 1257+12 през 1992 г. от Александър Волщан и Дейл Фрейл, записано в дневника Природата .





Това първоначално откритие скоро беше последвано от наблюдението на 51 Pegasi b-първата екзопланета, открита около слънчева звезда-през деветнадесет деветдесет и пет , за което астрономите Мишел Майор и Дидие Келос бяха отличени с Нобелова награда за физика за 2019 г.

Свързани: 10 екзопланети, които биха могли да приемат извънземен живот



Всичко за космоса

Всичко за космоса брой 117

(Изображение кредит: Бъдеще)



Тази статия ви е предоставена от Всичко за космоса .

Всичко за космоса списание ви отвежда на едно впечатляващо пътешествие през нашата Слънчева система и извън нея, от невероятните технологии и космически кораби, които позволяват на човечеството да се осмели на орбита, до сложността на космическата наука.

От 1995 г. нашият каталог на екзопланети бързо се разширява. Вече потвърдихме над 4000 светове извън нашата Слънчева система, като още 7000 заподозрени чакат да бъдат класифицирани, според НАСА .

Тъй като нашите методи за наблюдение се подобряват, този процес на откриване едва сега започна. И по -късно тази година, Космическият телескоп Джеймс Уеб (JWST) ще стартира, като част от мисията му е посветена на търсенето на екзопланети.

Изненадващ фактор започна да се представя, когато научаваме повече за светове извън Слънчевата система; Вселената е странна. Наистина странно. От светове, които валят желязо и стъкло, до диамантени светове и планети, избягали от хватката на техните родителски звезди, нашият разрастващ се каталог на екзопланети демонстрира, че нашата собствена Слънчева система е обнадеждаващо скучна.

WASP-76b: Екзопланетата, която вали разтопено желязо

Нощната част на WASP-76 b може да е по-хладна, но това е така

Нощната част на WASP-76 b може да е по-хладна, но не е по-приветлива. Тази илюстрация показва железните дъждове, които бомбардират повърхността на планетата.(Изображение: ESO / M. Kornmesser)

Забелязан в 2013 и допълнително проучени от ИЗРАЗЕНО инструмент на Много голям телескоп през 2020 г. WASP-76b е планета, която е прикрепена към приливната си звезда към родителската си звезда BD+01 316. Това означава, че едната страна на планетата е постоянно обърната към звездата, причинявайки изгарящо горещи температури от около 4532 градуса F (2500 градуса C)- достатъчно горещо, за да изпари желязото.

Страната, обърната към звездата на WASP-76b, е изпечена от радиация, която е хиляди пъти по-интензивна от тази, която Земята получава от слънцето, докато страната, обърната далеч от звездата от тип F, преживява вечна нощ. И въпреки че „денят“ на планетата изпитва адски температури, това не означава, че условията на „нощта“ са разходка в парка.

Страната на WASP-76b, която е обърната далеч от родителската звезда на планетата, е по-хладна с поне 1832 градуса F (1000 градуса C), но това означава, че когато железните пари се пренасят през полукълбо от мощни ветрове, те се охлаждат, образувайки течност капчици. След това тези капчици разтопено желязо падат, бомбардирайки по -хладната страна на планетата.

Ключовата улика, която позволи на астрономите да открият наличието на тези железни дъждове, дойде, когато инструментът ESPRESSO беше използван за изследване на атмосферата на WASP-76b и не бяха открити следи от елемента от едната страна на света. WASP-76b не е единствената планета, която преживява кошмарни дъждове от такова естество. Както често се случва с екзопланетите, по -нататъшните открития не само увеличават предходната дата, но правят нещата доста странни.

HD 189733 b: Душове от разтопено стъкло

Артист

Концепция на художника за HD 189733 b, красив гигантски мрамор, който не подсказва за смъртоносните му метеорологични условия.(Изображение кредит: НАСА, ЕКА, М. Корнмесер)

От космоса HD 189733 b може да изглежда като красив и спокоен свят, наподобяващ гигантски стъклен син мрамор. С екзопланетите обаче появата може да бъде измамна и това определено е така за тази планета-гигант, която завършва орбита на своята звезда само за 2,2 дни.

Всъщност красивият му син оттенък произтича от смъртоносното му време, особено от дъждовете от разтопено стъкло, които изпитваха повърхността на планетата. И все пак това не е степента на почти маниакалните климатични условия на планетата. Екзопланетата - открита през 2005 г. и от двамата НАСА Рентгеновата обсерватория Chandra и рентгеновите телескопи XMM Newton на ESA-също изпитват ветрове от около 5600 мили (9000 километра) в час. Тези свръхзвукови ветрове карат стъклените дъждове на екзопланетата да се извиват встрани към земята, а не просто да падат, като също улавят силикатни частици, превръщайки ги в микроскопични снаряди.

HD 189733 b не е интересен само за астрономите поради необичайното и опасно време. Наблюдавано е, че гигантската екзопланета притежава атмосфера, която е много по -голяма, отколкото учените биха очаквали за такъв свят, според НАСА . Тази разширена атмосфера работи за улавяне на по -голямата част от радиацията, която HD 189733 b получава от своите родителски звезди благодарение на опасно близката си орбита, което означава, че газовият гигант изпитва температури до 1700 градуса F (930 градуса C).

Фактът, че атмосферата на екзопланетата улавя толкова интензивна радиация от звездите на HD 189733 двоична система означава, че бързо се отстранява в космоса. Възможно е обаче всичко да не бъде загубено, тъй като друга екстремна екзопланета демонстрира, че понякога изчерпаната атмосфера получава втори шанс.

Gliese 1132b: Планетата, която израства втора атмосфера

Артист

Впечатлението на художника за Gliese 1132 b екзопланета, която беше лишена от атмосфера и след това уникално, порасна друга.(Изображение: НАСА, ESA и Р. Хърт (IPAC/Caltech))

Gliese 1132 b е подобен на Земята по поразителен брой начини. Радиусът му е само малко по -голям, както и масата му. Дори възрастта му - 4,5 милиарда години - е подобна на тази на нашата планета. Но този свят има една поразителна разлика, той обикаля много по -близо до своята родителска звезда от червено джудже, завършвайки орбита само за 1,6 земни дни. Тази близост води до това, че Gliese 1132 b изпитва много по -висока повърхностна температура от нашата планета при 278 градуса F (137 градуса C), като интензивната радиация премахва атмосферата на екзопланетата.

И все пак астрономите наскоро откриха, че нещо изключително се случва с Gliese 1132 b. Гравитационното влияние на нейната звезда - 20% по -голямо от слънцето - създава интензивни приливни сили, които притискат и разтягат планетата. Това „огъване“ поражда бурна вулканична дейност и кара газовете да се втурват към повърхността на света.

Тези газове изграждат света втора атмосфера, според НАСА . Докато това е вълнуващо само по себе си, тъй като за първи път астрономите са забелязали нещо подобно, „възродената“ атмосфера поради своя произход също предоставя на астрогеолозите уникална възможност да изследват вътрешния химичен състав на екзопланета чрез пълномощник.

Kepler-10b: В далечна, далечна галактика ...

Кеплер 10 б

Покритата с лава Kepler 10 b направи сравнения с планетата Мустафар във франчайза „Междузвездни войни“. Определено не е най -доброто място за битка със светлинен меч.(Изображение кредит: НАСА/Мисия Кеплер/Дана Бери)

Kepler-10b обикаля близо до своята звезда-домакин-подобно на слънцето-на разстояние, което е двадесета от орбитата на живак . Това води до орбита, по-малка от Земния ден, и повърхностна температура, по-висока от 2372 градуса F (1300 градуса C).

Тъй като Kepler-10 b-открит в 2011 г. от телескопа Kepler - прикрепен прилично към звездата си, той също създава разтопени капчици желязо и силикати. Повърхността на планетата вероятно е покрита с лава, много по -гореща от тази на Земята. Тъй като суровата радиация от нейната звезда-гост е откъснала атмосферата, тези капчици на Kepler-10b няма да паднат в нощната част на планетата, вместо това се издухват от повърхността й от звездни ветрове, придавайки й огнена опашка.

Kepler-10 b не е единственият свят от лава, открит от телескопа Kepler. През 2013 г. космическият телескоп откри и екзопланетата Kepler-78b - 40 пъти по -близо до своята звезда -домакин от Меркурий - което завършва пълна орбита за броени часове. Резултатът е свят, подобен на Земята, доминиран от лава, който е описан от астронома Димитър Саселов като „мерзост“.

Като се има предвид напечената им повърхност от лава, не е чудно, че тези екзопланети са сравнени с Мустафар, планетата от франчайза на Междузвездни войни, който е домакин на двубой на светлинен меч между Оби-Уан Кеноби и Анакин Скайуокър. Лавата на този измислен свят води до ужасни наранявания на младия джедай, които го принуждават да носи емблематичната черна броня и дихателен апарат на Дарт Вейдър. Може би, когато обмисляте свят, който да проведе дуел до смърт, може да се препоръча място, което предлага по -хладен климат. За щастие някои екзопланети предлагат радикално различни условия.

Upsilon Andromeda b: Свят на огън и лед

Upsilon Andromeda b е екзопланета с различни температурни крайности. Денят му, който трайно се изправя срещу родителската си звезда, изпитва адски високи температури, докато нощната му част е под нулата.

Upsilon Andromeda b е екзопланета с различни температурни крайности. Денят му, който трайно се изправя срещу родителската си звезда, изпитва адски високи температури, докато нощната му част е под нулата.(Кредит на изображението: НАСА/JPL-Caltech)

Upsilon Andromeda b е друга екзопланета, която вероятно е привързана до своята звезда -домакин, завършвайки орбита за малко под пет дни. Това, което прави тази планета - известна преди като Saffar - екстремен свят, е радикалната разлика в температурата между дневната и нощната нощ.

Докато дневните температури достигат до 2 912 градуса F (1600 градуса C), нощната нощ е значително по -хладна, достигайки температури до минус 4 градуса F (минус 20 градуса C). Това означава, че преминаването на полукълбото на този свят може да се счита за еквивалентно на скачане във вулкан.

Макар че това в никакъв случай не е единственият горещо затворен горещ Юпитер, останалите, които открихме, изглежда не показват такива радикални различия в температурата между техните обърнати към звезди страни и игнориращи звездите страни. Причината, поради която тази екзопланета изпитва такава радикална разлика в температурата, може да се дължи на огромния размер на родителската си звезда Upsilon Andromedae A или на факта, че звездата има гореща точка почти директно „над главата“ на тази екзопланета, според НАСА .

Вече може би ще останете с впечатлението, че всички екзопланети са горещи, насилствени светове, които съществуват близо до техните родителски звезди. Факт е, че колкото по -близо орбитата на планетата я приближава до своята звезда -домакин, толкова по -лесно е да се забележи. Това означава, че каталогът на екзопланетите се пръска с по -големи светове, които имат тесни орбити. Има някои забележителни изключения обаче.

HR 5183 b: Планетата на камшика

Тази анимирана графика показва странната орбита на извънземната планета HR 5183 b в сравнение с орбитите на планетите в нашата собствена Слънчева система. Учените казват, че отнема между 45 и 100 години, за да завърши една орбита

Анимираната графика показва странната орбита на извънземната планета HR 5183 b в сравнение с орбитите на планетите в нашата собствена Слънчева система.(Снимка: Обсерватория W. M. Keck/Адам Макаренко)

От гледна точка на открития на екзопланета, HR 5183 b-„Супер-Юпитер“, три пъти по-голям от масата на най-голямата планета на Слънчевата система-е уникален, тъй като орбитата му е изключително ексцентрична, както в буквален, така и в преносен смисъл. Докато повечето планети проследяват предимно кръгова орбита, този газов гигант проследява орбита във формата на яйце около родителската си звезда HR 5183, според астрономите от Caltech .

Астрономите откриха екзопланетата чрез малкото клатене, което гравитацията й причинява върху родителската си звезда, което от своя страна причинява спад в яркостта. Процесът отнема зашеметяващите 20 години наблюдения с три телескопа, включително Хавайския Обсерватория W. M. Keck . Въпреки този дълъг период на наблюдение, тепърва ще видим света да завърши пълна орбита, като изследователите изчисляват, че това може да отнеме между 45 до 100 земни години - вероятно 74 години.

Ако HR 5183 b следваше своята орбита в Слънчевата система, тя щеше да премине по -близо до Слънцето от Юпитер и след това да се премести към външните ръбове на нашата планетарна система, люлееща се покрай Нептун. Силно ексцентрични орбити като тази са наблюдавани и преди, но обикновено от планети и други обекти, които са много по -близо до техните звезди -домакини.

Ако хлабавата асоциация на HR 5183 b с родителската си звезда е нещо изненадващо, някои светове са стигнали до още по -големи крайности, разединявайки се изцяло с родителските си звезди, за да се скитат из Вселената сами.

OGLE-2016-BLG-1928: Измамник

Артист

Впечатление на художник за събитие с микролизиращо действие, което би могло да помогне на астрономите да забележат измамни екзопланети като OGLE-2016-BLG-1928.(Изображение кредит: Ян Скоурон / Астрономическа обсерватория, Варшавски университет)

Астрономите смятат, че Млечният път може да изобилства от космически сираци - екзопланети, които са се освободили от родителските си звезди, за да се скитат сами по галактиките си. Смята се, че тези планети се формират по традиционен начин около звездите, но по -късно са изхвърлени от гравитационните взаимодействия с други планети.

Тъй като екзопланетите обикновено се забелязват чрез ефекта, който имат върху своите звезди -домакини, това прави тези бездомни планети почти невъзможни за забелязване. Това е особено вярно, когато те са скалисти планети с размер на Земята. Това прави откритието на измамната екзопланета OGLE-2016-BLG-1928, докато обикаля Млечния път толкова специален. Въпреки че не е първата открита планета -измамник, тя е най -малката, с други примери, много сходни по размер с Юпитер.

Измамният земен свят беше забелязан в края на 2020 г., използвайки техника, наречена гравитационно микролинзиране, отклонението и фокусирането на светлината от далечна звезда, когато обект минава пред нея. Продължителността на промяната в светлинния профил на тези отдалечени източници се увеличава с масата на интервентиращия обект. The смущение причинена от OGLE-2016-BLG-1928 продължи само 41 минути, като по този начин каза на астрономите, че това е най-малкият измамник, забелязан по този метод досега. OGLE-2016-BLG-1928 е забележителен поради липсата на връзка с планетна система, но за други екзопланети тази връзка прави нещо специално.

Системата TOI-178: Система на хармония и хаос

Художник

Впечатление на художника от системата TOI-178.(Изображение кредит: ESA)

На пръв поглед планетарната система TOI-178 може да изглежда като всеки друг набор от светове. Но по -внимателно и продължително наблюдение разкрива, че поне пет от шестте свята на тази система са заключени в ритмичен танц помежду си.

Петте външни планети съществуват в резонанс 18: 9: 6: 4: 3. Това означава, че първата екзопланета във веригата - втората най -близка до звездата като цяло - завършва 18 орбити, тъй като втората във веригата завършва девет, третата завършва шест, а четвъртата завършва 4, а петата - шестата планета като цяло - завършва три орбити. Това означава, че планетите се подравняват на равни интервали, докато обикалят около своята оранжева джудже домакин звезда.

Тази сложна резонансна верига вероятно показва планетарна система, която е останала необезпокоявана от гравитационни взаимодействия или сблъсъци с други системи от нейното формиране. Това означава, че системата може да бъде от решаващо значение при изучаването на това как се формират и развиват планетарните системи.

И все пак там, където откриваме ред в космоса, често има и хаос. Композициите на планетите, които изграждат системата TOI-178, не показват хармонията, проявена от тяхното движение. До плътен земен свят, подобен на Земята, е „издухана“ планета с ниска плътност, последвана от екзопланета с плътност, подобна на тази на Нептун.

55 Cancri e: Най -ценната екзопланета на Вселената

Художник

Впечатление на художника от 55 Cancri e. Разтопената гореща супер-Земя 55 Cancri e може да бъде най-ценният обект във Вселената, ако теориите, че тя е съставена от диамант, са верни.(Изображение: ESA / Hubble, M. Kornmesser)

Друга звезда, която обикаля близо до своите звезди -домакини, отнемайки по -малко от 18 часа за завършване на орбита, 55 Cancri e също е негостоприемно гореща - достигаща температури до 4 172 градуса F (2 300 градуса C). Но това, което наистина отличава този свят, е неговият състав, който прави екзопланетата, официално известна като Янсен , може би най -конвенционално ценният обект във Вселената.

Фактът, че 55 Cancri e е два пъти по-голям от Земята, но има почти 9 пъти масата, накара астрономите да предположат, че тази Супер-Земя може да се състои от въглерод под високо налягане под формата на графит и диамант, смесен с малко желязо и други елементи, съгласно НАСА .

Прогнозната стойност на 55 Cancri e се изчислява на 384 квадрилиона пъти повече от целия брутен вътрешен продукт (БВП) на Земята, който беше оценен на 70 USD през 2011 г. Някои астрофизици предполагат, че такива диамантени светове могат да се образуват сравнително редовно, когато протопланетните облаци прах, които съдържат високи съотношения на колапс на въглерода, за да образуват планети.

Идеята, че 55 Cancri e е направена от диамант, е оспорена, откакто екзопланетата е открита за първи път през 2004 г., движейки се в и извън полза, доказвайки, че диамантите може да не са завинаги. И въпреки всички тези екстремни светове, най -необикновените екзопланети все още могат да бъдат открити за нас и те могат да съществуват в системи от подобни, каквито никога не сме срещали досега.

Blanets: Екстремни екзопланети на черни дупки

Художник

Впечатлението на художника за черна дупка, видяна от орбитална планета.(Изображение кредит: МАРК ГАРЛИК/НАУКА ФОТОБИБЛИОТЕКА)

Най -екстремните екзопланети може изобщо да не се образуват около звезди, а вместо това могат да обикалят около свръхмасивни черни дупки. Планетите се образуват от гравитационния колапс на прекалено плътни области от протопланетни облаци от газ от прах и свръхмасивни черни дупки в сърцето на активните галактически ядра (AGN), разположени в центъра на масивни разбъркващи дискове от такива материали.

Понастоящем няма доказателства, че такива планети, обикалящи около черна дупка-или „бланети“-действително съществуват, но последните проучвания, моделиращи динамиката на тези дискове от газ и прах, показват, че при определени условия образуването на планета трябва да се случи в такива региони. Ако възникнат такива процеси, бланетите биха се образували много по -далеч от свръхмасивни черни дупки отколкото повечето планети правят от родителската си звезда. Толкова далеч всъщност, че на такъв свят може да отнеме милион години, за да завърши орбита!

Радиацията от AGN може да помогне за осигуряване на постоянен запас от свеж материал за образуване на бланета, в резултат на което това може да бъде образуване на избягали, което означава, че бланетите могат да достигнат размери много по -титанични от 'обикновените' екзопланети. По -малко вероятно е Blanets да споделят други прилики със Земята или Юпитер, което означава изцяло нови класове астрономически обекти извън газовите гиганти и земните светове, които да бъдат изследвани.

Тъй като най -близкият AGN съществува извън границите на настоящите изследвания на екзопланети, откриването на бланети може да се наложи да изчака. Дотогава астрономията ще осигури кавалка от открития на екзопланети, които предизвикват нарастващото ни разбиране за Вселената и предефинират мястото ни в нея.

Тази статия е адаптирана от предишна версия, публикувана в списание All About Space, публикация на Future Ltd.