számtalan generáció számára az emberek kinéztek az éjszakai égboltra, és azon tűnődtek, vajon egyedül vannak-e az univerzumban. A Naprendszerünkben lévő más bolygók felfedezésével, a Tejútrendszer galaxisának valódi kiterjedésével és más, a miénken kívüli galaxisokkal ez a kérdés csak elmélyült és mélyebbé vált.

és mivel a csillagászok és a tudósok régóta gyanítják, hogy galaxisunk és az univerzum más csillagrendszerei saját bolygókkal keringtek, csak az elmúlt néhány évtizedben figyeltek meg ilyet. Idővel ezeknek az “extrasoláris bolygóknak” a kimutatására szolgáló módszerek javultak, és azoknak a listája, akiknek létezését megerősítették, ennek megfelelően nőtt (több mint 4000 és számolás!)

definíció:

egy extraszoláris bolygó (más néven. exoplanet) egy bolygó, amely egy csillag körül kering (azaz egy naprendszer része), kivéve a sajátunkat. A Naprendszerünk csak egy a milliárdok között, és sokuknak valószínűleg megvan a saját bolygórendszere. Már a tizenhatodik században voltak csillagászok, akik feltételezték az extrasoláris bolygók létezését.

Az első feljegyzett említés Giordano Bruno olasz filozófus, a kopernikuszi elmélet korai támogatója volt. Amellett, hogy támogatja azt az elképzelést, hogy a Föld és más bolygók keringenek a Nap körül (heliocentrizmus), előterjesztette azt a nézetet, hogy a rögzített csillagok hasonlóak a naphoz, és hasonlóképpen bolygók is kísérik őket.

a tizennyolcadik században Isaac Newton hasonló javaslatot tett az” Általános Scholium ” szakaszban, amely a Principia-t zárja le. Összehasonlítva a nap bolygóit, azt írta: “és ha a rögzített csillagok hasonló rendszerek központjai, akkor mindegyik hasonló terv szerint épül fel, és egy uralma alá tartozik.”

Newton ideje óta különböző felfedezési állítások merültek fel, de a tudományos közösség mind hamis pozitívként elutasította. Az 1980-as években a csillagászok egy csoportja azt állította, hogy néhány extraszoláris bolygót azonosítottak a közeli csillagrendszerekben, de csak évekkel később tudták megerősíteni létezésüket.

első felfedezések:

az egyik oka annak, hogy az extrasoláris bolygókat annyira nehéz észlelni, az az, hogy még halványabbak, mint az általuk keringő csillagok. Ezenkívül ezek a csillagok olyan fényt bocsátanak ki, amely” kimosja ” a bolygókat – azaz eltakarja őket a közvetlen megfigyeléstől. Ennek eredményeként az első felfedezést csak 1992-ben tették meg Aleksander Wolszczan és Dale Frail csillagászok.

a Puerto Rico-i Arecibo Obszervatórium segítségével a pár több földi tömegű bolygót észlelt a PSR B1257+12 pulzár körül. Csak 1995-ben készült el az első exoplanet megerősítés egy főszekvencia csillag körül. Ebben az esetben a megfigyelt bolygó 51 Pegasi b volt, egy óriás bolygó, amelyet négy napos pályán találtak az 51 Pegasi napszerű csillag körül(kb.

kezdetben a detektált bolygók többsége a Jupiterhez hasonló vagy annál nagyobb gázóriások voltak-ami a “szuper-Jupiter” kifejezés megalkotásához vezetett. Messze nem arra utal, hogy a gázóriások gyakoribbak voltak, mint a sziklás (azaz” földszerű”) bolygók, ezek az eredmények egyszerűen annak a ténynek tudhatók be, hogy a Jupiter méretű bolygókat méretük miatt egyszerűen könnyebb észlelni.

A Kepler küldetés:

a reneszánsz csillagászról, Johannes Keplerről elnevezett Kepler űr obszervatóriumot a NASA 2009.március 7-én indította el más csillagok körül keringő földszerű bolygók felfedezése céljából. A NASA Discovery programjának részeként, egy viszonylag alacsony költségű, tudományos kutatásra összpontosító projektsorozat, a Kepler küldetése az volt, hogy bizonyítékokat találjon az extrasoláris bolygókról, és becsülje meg, hogy galaxisunkban hány csillag van bolygórendszerekkel.

a detektálás tranzit módszerére támaszkodva (lásd alább) a Kepler talp fotométert használt a több mint 145 000 fő szekvencia csillag fényerejének folyamatos megfigyelésére egy rögzített látómezőben. Ezeket az adatokat ezután visszavitték a Földre, ahol a tudósok elemezték, hogy megkeressék az extraszoláris bolygók által okozott időszakos tompítás jeleit, amelyek a fogadó csillag előtt áthaladnak (elhaladnak).

a Kepler-misszió kezdeti tervezett élettartama 3,5 év volt, de a vártnál nagyobb eredmények a misszió meghosszabbításához vezettek. 2012 – ben a misszió várhatóan 2016-ig tart, de ez megváltozott az űrhajó két reakciókerekének meghibásodása miatt-amelyeket az űrhajó mutatására használnak. Ez letiltotta a tudományos adatok gyűjtését, és fenyegette a misszió folytatását.

2013.augusztus 15-én a NASA bejelentette, hogy feladták a két meghibásodott reakciókerék kijavítását, és ennek megfelelően módosították a küldetést. A Kepler törmelék helyett a NASA azt javasolta, hogy változtassák meg a küldetést a Kepler felhasználására, hogy észleljék a lakható bolygókat a kisebb, halványabb vörös törpe csillagok körül. Ezt a javaslatot, amely K2 “második fény” néven vált ismertté, 2014.május 16-án hagyták jóvá.

A K2 küldetés (amely addig tartott ) inkább a fényesebb csillagokra (például G – és K-osztályú csillagokra) összpontosított. 2021. február 6-án a csillagászok megerősítették 4,341 exoplanet jelenlétét 3,216 bolygórendszerben, amelyek többségét a Kepler adatai alapján találták meg. Az űrszonda elsődleges és K2 küldetései során több mint 530 506 csillagot figyelt meg.

2013 novemberében a csillagászok (a Kepler űrkutatási adatai alapján) arról számoltak be, hogy a Tejút 5 csillagából 1 Föld méretű bolygó keringhet lakható zónájukban-40-80 milliárd között. További becslések szerint ezeknek a bolygóknak a 7-15%-a (átlagosan 5, 6 milliárd) napszerű csillagokat kering – más néven. fő szekvencia G-típusú sárga törpék.

Lakható Bolygók:

Az első exobolygó megerősítette Kepler, hogy egy átlagos távolságot, hogy elhelyezett belül a csillag lakható zóna volt a Kepler-22b. Ez a bolygó található, mintegy 600 fényévre a Földtől, a Cygnus csillagkép volt először megfigyelhető Május 12-én, 2009-ben, majd megerősítette, hogy december 5-én, 2011. Az összes kapott adat alapján a tudósok úgy vélik, hogy ez a világ nagyjából 2, 4-szerese a Föld sugarának, vagy óceánokkal vagy vizes külső héjjal rendelkezik.

az exoplanetek felfedezése szintén fokozta az érdeklődést a földönkívüli élet keresése iránt, különösen azok számára, akik a fogadó csillag lakható zónájában keringenek. A “goldilocks zone” néven is ismert, ez a naprendszer azon területe, ahol a körülmények elég melegek (de nem túl melegek), hogy folyékony víz (tehát élet) létezzen a bolygó felszínén.

a Kepler telepítése előtt a megerősített exoplanetek túlnyomó többsége a Jupiter méretű vagy nagyobb kategóriába esett. Küldetései során azonban a Keplernek több mint 6000 potenciális jelöltet sikerült azonosítania, közülük sokan a Földméret vagy a “szuper-Föld” méret kategóriájába tartoznak. Ezek közül sok a szülőcsillagok lakható zónájában található, néhány pedig napszerű csillagok körül is.

, Majd a végzett tanulmány szerint, amelyet a NASA Ames Research Center, elemzése a Kepler misszió adatok jelezte, hogy körülbelül 24% – a, M-osztály csillagok is harbor potenciálisan lakható, Föld-méretű bolygók (vagyis azok, amelyek kisebb, mint az 1,6-szerese a sugara a Föld). A galaxis M-osztályú csillagainak száma alapján ez önmagában mintegy 10 milliárd potenciálisan lakható, földszerű világot jelent.

eközben a K2 fázis elemzései azt sugallják, hogy a vizsgált nagyobb csillagok körülbelül egynegyedének Föld méretű bolygója is keringhet lakható zónájukban. A Kepler által megfigyelt csillagok együttesen a Tejútban található csillagok mintegy 70% – át teszik ki. Tehát meg lehet becsülni, hogy csak a galaxisunkban több tízmilliárd potenciálisan lakható bolygó van.

kimutatási módszerek:

míg néhány exoplanetet közvetlenül megfigyeltek teleszkópokkal (a “közvetlen képalkotás” néven ismert eljárás), a túlnyomó többséget közvetett módszerekkel, például a tranzit módszerrel és a radiális sebességű módszerrel fedezték fel. Az árutovábbítási módszer esetében (más néven. Tranzit fotometria), egy bolygót megfigyelnek, amikor átlépik az utat (azaz áthaladnak) a szülő csillag lemeze előtt.

amikor ez megtörténik, a csillag megfigyelt fényereje kis mértékben csökken. Ez felhasználható a bolygó sugárának meghatározására, és néha lehetővé teszi a bolygó légkörének vizsgálatát spektroszkópiával. Ugyanakkor jelentős mértékű hamis pozitívumoktól is szenved, és megköveteli, hogy a bolygó pályájának egy része a befogadó csillag és a Föld között látóvonalat keresztezzen.

ennek eredményeként általában szükségesnek tekintik egy másik módszer megerősítését. Mindazonáltal továbbra is a legszélesebb körben alkalmazott módszer, amely felelős az exoplanet felfedezésekért, mint az összes többi módszer együttvéve. Mind a Kepler Űrteleszkópot, mind a TESS-t kifejezetten az ilyen típusú fotometria elvégzésére tervezték (lásd fent).

a radiális sebesség (vagy Doppler módszer) magában foglalja a csillag radiális sebességének mérését – azaz azt a sebességet, amellyel a Föld felé vagy távolodik. Az a bolygók észlelésének eszköze, mivel mivel a bolygók egy csillag körül keringenek, gravitációs hatást fejtenek ki, ami miatt maga a csillag a saját kis pályáján mozog a rendszer tömegközéppontja körül. Ennek a módszernek az az előnye, hogy széles körű jellemzőkkel rendelkező csillagokra alkalmazható.

azonban az egyik hátránya, hogy nem tudja meghatározni a bolygó valódi tömegét, de csak alacsonyabb határértéket állíthat be erre a tömegre. Továbbra is a második leghatékonyabb technika, amelyet az exoplanet vadászok alkalmaznak. Más módszerek közé tartozik a tranzit időzítési variáció (TTV) és a gravitációs Mikrolensing. Az előbbi az egyik bolygó tranzitidejének változásainak mérésére támaszkodik, hogy meghatározza mások létezését.

Ez a módszer hatékonyan meghatározza a több áthaladó bolygó létezését egy rendszerben, de megköveteli, hogy legalább egy létezését már megerősítsék. A módszer másik formájában, az ekliptika időzítése egy ekliptizáló bináris csillagban felfedhet egy külső bolygót,amely mindkét csillagot kering. 2020 februárjától 21 bolygót találtak ezzel a módszerrel, miközben számos további megerősítést nyertek.

gravitációs Mikrolensing esetén ez arra a hatásra utal, amelyet egy csillag gravitációs mezője lehet, lencseként hatva egy távoli háttércsillag fényének nagyítására. A csillag körül keringő bolygók idővel kimutatható anomáliákat okozhatnak a nagyításban, jelezve jelenlétüket. Ez a technika hatékonyan detektálja azokat a csillagokat, amelyek szélesebb pályájúak (1-10 AUs) A napszerű csillagokból.

más módszerek léteznek, és – önmagában vagy együttesen – lehetővé tették több mint négyezer exoplanet kimutatását és megerősítését, míg további 5742 jelölt várja a megerősítést. Ezek közül 1473 (34%) volt a neptunuszhoz hasonló gázóriások (Neptunuszszerűek), míg 1359 (31%) a Jupiterhez hasonló gázóriások (Jupiterszerűek).

további 1340 (31%) olyan földi bolygó volt, amely többszörösen masszívabb, mint a Föld (szuperföldek), míg 163 mérete és tömege (4%) tekintetében összehasonlítható a földdel. További 6 exobolygót fedeztek fel és erősítettek meg, amelyek továbbra sem osztályozottak.

a Legközelebb Föld

augusztus 24., 2016, az ESO megerősítette, hogy létezik egy Föld-méretű rocky exobolygó kering a Proxima Centauri, egy M-típusú (vörös törpe) csillag található 4.25 fényévnyire. Ez a Proxima b néven ismert exoplanet a legközelebbi exoplanet a Földhöz. Ugyanilyen fontos az a tény, hogy úgy gondolják, hogy a Proxima Centauri lakható zónáján belül kering.

a felfedezést a halványvörös pont kampány és a csillagászok egy csoportja készítette, Dr. Guillem Anglada-Escudé vezetésével a londoni Queen Mary Egyetemen. Az ESO La Silla Obszervatóriumában végzett nagy pontosságú radiális sebességű Bolygókereső (HARPS) és ultraibolya és vizuális Echelle (UVE) spektrográfok és nagyon nagy teleszkóp segítségével végzett megfigyelések alapján.

a halványvörös pontkampány és az azt követő megfigyelések alapján kapott adatok alapján a Proxima b a becslések szerint 1,2-szer olyan masszív, mint a Föld, és mérete egy és 1,3-szerese. Az anyacsillagja nagyjából 0,05 AU (7,5 millió km; 4,6 millió) távolságban kering, és mindössze 11,2 napot vesz igénybe, hogy egyetlen pályát teljesítsen. Mint sok M-típusú csillag körül keringő sziklás bolygó, úgy gondolják, hogy a Proxima b tidally zárva van.

tekintettel az M-típusú csillagok feszült jellegére és arra, hogy hajlamosak erős fáklyákat előállítani, nem világos, hogy a Proxima b képes-e idővel fenntartani a légkört és a folyékony vizet a felszínén. Több tanulmányt és klímamodellt is végeztek annak megállapítására, hogy a Proxima b képes-e támogatni az életet, de nem alakult ki tudományos konszenzus. egyfelől több tanulmány is arra a következtetésre jutott, hogy a napkitörés aktivitása a gazdatest csillagából elkerülhetetlenül leveszi a légkörből a Proxima b-t, és besugározza a felszínt. Eközben más kutatások és modellezések azt mutatták, hogy ha a Proxima b mágneses mezővel, sűrű atmoszférával és rengeteg felszíni vízzel és felhővel rendelkezik, akkor annak esélye, hogy lakható legyen, biztató.

2020 januárjában egy csillagászok INAF vezette csoportja bejelentette egy második bolygó lehetséges észlelését a Proxima Centauri körül (radiális Sebességmérésekkel). A kutatás szerint a csapat a papír, a mérések szerint a jelenléte egy mini-Neptunusz (Proxima c) kering a szülő csillag a parttól 1,5 AU (~224.4 millió km; ~139.4 millió km).

2020 júniusáig a Texasi Egyetem McDonald Obszervatóriumának csillagászai a Hubble (25 évvel ezelőtt) által összegyűjtött radiális sebességméréseket használták a Proxima C jelenlétének megerősítésére. kutatásuk szigorúbb korlátokat is helyezett a bolygó tömegére és orbitális periódusára, amelyeket most 0-ra becsülnek.8 Jupiter tömeg, illetve ~1900 nap.

2020 decemberében az ausztráliai Parkes rádióteleszkóp csillagászai bejelentették a Proxima Centauri irányából érkező “kínzó” rádiójel észlelését. A jelet 2019 áprilisa és májusa között vették fel egy áttöréses figyelő kampány részeként. Ez a jel, a Breakthrough Listen Candidate 1 (BLC1) 30 órán át tartott, és számos érdekes tulajdonságot mutatott.

például a jel rendkívül éles keskeny sávú kibocsátás volt – 982 megahertzes (MHz) frekvenciaváltáson ment keresztül (más néven. Doppler műszak). Különböző asztrofizikusok szerint ez összhangban van egy mozgó forrással (azaz egy csillag körül keringő bolygóval). A tudományos közösség azonban azóta bejelentette, hogy a jel valószínűleg nem más, mint a természeti jelenségek eredménye.

jelenlegi küldetések

2018.április 18-án a NASA elindította a Transiting Exoplanet Survey Satellite (Tess) – t az űrbe. Ez a küldetés hatékonyan felvette a Kepler által lángolt ösvényt, ugyanazzal a módszerrel, de kiváló eszközökkel, hogy egyszerre több ezer csillagot figyeljenek meg. Négy széles látószögű teleszkóppal és a hozzá tartozó töltéscsatolt eszköz (CCD) detektorokkal felszerelt TESS jelenleg az első spaceborne all-sky transiting exoplanet felmérést végzi.

TESS elsődleges küldetése két évig tartott – hivatalosan 2020.július 5 – én fejeződött be -, majd a NASA augusztus 12-én bejelentette a 27 hónapos meghosszabbítást. Tess hosszabb küldetésének első évében újra megfigyeli a déli ekliptikus féltekét (amelyet elsődleges küldetése során megfigyelt), a következő 15 hónapban pedig az északi ekliptikus félteke művészetét, az ekliptika ~60% – át.

elsődleges küldetése során TESS az égbolt mintegy 75% – át letapogatta, és a Nap közelében lévő legfényesebb csillagok közül 200 000-et megvizsgált a kilépő exoplanetek jelei miatt. 2021. február 6-án a Tess-misszió összesen 2487 exobolygót észlelt, és 107-et igazolt, a szárazföldi jelöltektől a szuper-Jupiterekig.

emellett az Európai Űrügynökség (ESA) Gaia Obszervatóriuma továbbra is figyelemmel kísérte több mint 1 milliárd csillag, bolygó, üstökös, aszteroida és kvazár pontos helyzetét, megfelelő mozgását és pályáját. Ez a küldetés 2013-ban kezdte meg működését (ugyanabban az évben, amikor az ESA Herschel Űrteleszkópja visszavonult), elsődleges küldetése pedig öt évig tartott.

jelenleg a Gaia küldetésének kibővített részében áll, amely 2022.December 31-ig tart, bár várhatóan újabb meghosszabbítást kap 2025. December 31-ig. A misszió eddig 7 éve, 1 hónapja és 18 napja folyamatosan üzemel, és a világ legnagyobb és legpontosabb 3D-s űrkatalógusának megalkotása érdekében folyamatosan térképezi fel a kozmoszt.

egy másik exoplanet-vadászat misszió, amelyet az ESA felügyel, az ExOPlanets műhold (CHEOPS), amely decemberben indult. 18th, 2019, and is the first Small-class mission in the ESA ‘ s Cosmic Vision science program. Mostantól vége az elsődleges feladata (a tervek szerint közép-2023), KHEOPSZ fog tanulni ismert exobolygók szerezni pontosabb becsléseket a tömeg, sűrűség, a kompozíció, valamint a kialakulását.

és természetesen ott van a tiszteletreméltó Hubble Űrteleszkóp, amely több mint 30 éve működik! Amellett, hogy mély felfedezések, hogy megváltoztatták a megítélése a minket körülvevő világból (például mérési mértéke a kozmikus tágulás, ami az elmélet szerint a Sötét Energia), a Hubble is fontos szerepet játszott az a felismerés, valamint jellemzése exobolygók.

például küldetésének elején a Hubble távoli csillagok (amelyekből bolygók alakulnak ki) körüli törmeléklemezeket, valamint bolygórendszereket észlelt, amelyek kialakultak. Eközben a levéltár a Hubble elmúlt megfigyelések lehetővé tették a csillagászok, hogy menjen vissza bizonyítékot keresni bolygók így is eljutó előtt a csillagok, valamint biztosítja spektrumok esetében engedélyezett, a jellemzés exobolygó légkör.

A Hubble sokéves megfigyelése is segítette a csillagászokat abban, hogy megismerjék az exoplanetek sokféleségét, és megállapítsák a jelenlegi osztályozási módszert. Ráadásul a Hubble sokat tanított a csillagászoknak az anyacsillagok sokféleségéről és arról, hogy azok tulajdonságai hogyan befolyásolhatják a bolygó lakhatóságát.

jövőbeli küldetések

az elkövetkező években több Következő generációs űrteleszkópot küldenek az űrbe, hogy segítsenek a lakható exoplanetek folyamatos vadászatában. 2021.október 31-én a NASA régóta várt James Webb Űrteleszkópja (JWST) elindul a helyére a Sun-Earth L2 Lagrange ponton. Ez a küldetés lesz az eddigi legnagyobb és legkifinomultabb Űrteleszkóp, és egy komplex telepítési fázison kell keresztülmennie, amint a helyére kerül.

rendkívül kifinomult infravörös (IR) lakosztálya és fényzáró koronográfjai segítségével a JWST képes lesz észlelni a csillagok közelében keringő kisebb tömegű exobolygókat. Ez az, ahol a legtöbb földszerű sziklás bolygó, amely egy csillag lakható zónájában kering (ezért “potenciálisan lakhatónak” tekintik), várhatóan megtalálható.

eddig a meglévő űrteleszkópok nem rendelkeznek felbontással vagy érzékenységgel ezeknek a bolygóknak a közvetlen képalkotás útján történő tanulmányozására. A meglévő teleszkópok szintén nem voltak képesek spektrumokat szerezni kisebb, sziklás bolygókról, amikor csillagok előtt haladnak. A JWST műszerek azonban képesek lesznek meghatározni az exoplanet atmoszférák kémiai összetételét azáltal, hogy megvizsgálják, hogy mely IR hullámhosszak szívódnak fel és/vagy sugároznak.

ott van még a Nancy Grace Római Űrteleszkóp, az utódmisszió, amelyet a “Hubble anyjának” neveznek.”Fésülés a 2.4 méter (ft) elsődleges tükör a széles mező eszköz IR kamera, egy koronográf, egy spektrométer, és egy nagy látómező, a Római űrteleszkóp képes lesz arra, hogy ugyanazt a kép élességét Hubble egy olyan területen, az ég 100-szor akkora.

az ESA a következő generációs megfigyelőközpontok sorozatát is előkészíti, mint például a csillagok (PLATO) Űrteleszkópjának bolygóközi Tranzitjait és Oszcillációitjait. Ez a küldetés legfeljebb egymillió csillagot fog megfigyelni a bolygóközi tranzitokra, megpróbálja jellemezni légkörüket, és a csillagokat oszcillációik mérésével jellemezni. Ez lesz az ESA kozmikus Látásprogramjának harmadik középosztálybeli küldetése, amelyet valamikor 2022-ben indítanak.

ezt követi a Cosmic Vision negyedik közepes küldetése, az úgynevezett légköri távérzékelő infravörös Exoplanet Large-survey (ARIEL). Ez a küldetés, amely valamikor 2029-ben indul, legalább 1000 ismert exoplanetet fog megfigyelni, amikor a csillagok előtt áthaladnak, hogy tanulmányozzák és jellemezzék atmoszférájuk összetételét és hőszerkezetét.

a világok egész univerzumát fel kell fedezni, és alig karcoltuk meg a felszínt!

az Univerzumnak ma számos érdekes cikke van az exoplanetekről. Itt van, mit jelent a” földszerű “még azt is jelenti, hogy & ha a Proxima Centauri b-re vonatkozik?, Összpontosítva a “második Föld” jelöltekre a Kepler katalógusban, új technika a földszerű exoplanetek megtalálására, potenciálisan lakható Exoplanet megerősítve a legközelebbi csillag körül!, A Planetáris Lakhatósági Index Kevésbé “Földközpontú” Nézetet Javasol Az Élet Keresésére, A Lakható Földszerű Exoplanetek Közelebb Lehetnek, Mint Gondolnánk.

további információkért nézze meg a Kepler honlapját a NASA-nál. A Planetary Society exoplanetekről szóló oldala szintén érdekes, csakúgy, mint a NASA Exoplanet archívuma – amelyet a Caltech segítségével tartanak fenn.

csillagászat leadott egy epizód a témában-Episode 2: keresve más világok.