wtorek, 16 sierpnia 2011

Najbliższe planety pozasłoneczne

Słońce w Drodze Mleczniej.
Czy w naszym najbliższym sąsiedztwie znajdują się planety pozasłoneczne? Żeby odpowiedzieć na to pytanie należy zdefiniować 'najbliższe sąsiedztwo' Ziemi, a raczej Słońca. Nasza gwiazda macierzysta jest jedną z setek miliardów gwiazdy tworzących Drogę Mleczną. Jej spiralna struktura pozwoliła na wyznaczenie kilku galaktycznych ramion; między innymi Ramienia Oriona, w którym znajduje się Słońce wraz z Ziemią i pozostałymi siedmioma planetami na orbicie.

Odległości między sąsiednimi gwiazdami są ogromne. Aby łatwiej je zrozumieć należy rozróżniać dwie specjalne jednostki. Pierwszą z nich jest jednostka astronomiczna (AU) - jest to średnia odległość Ziemi od Słońca, która wynosi około 150 000 000 km. Za jej pomocą opisuje się odległości planet od ich gwiazd macierzystych lub odległości pomiędzy poszczególnymi gwiazdami będącymi składnikami tego samego układu. Drugą ważną dla tego artykułu jednostką jest oczywiście rok świetlny (ly) - jeden ly to aż 63241 AU. Jest on niezbędny do opisywania odległości pomiędzy gwiazdami.

Po tym krótkim wstępie można wreszcie określić naszych najbliższych sąsiadów. Oto gwiazdy znajdujące się w odległości nie większej niż 10 lat świetlnych:
  • Alfa Centauri - 4,22 ly (układ 3 gwiazd - dwie (A i B) w średniej odległości 23 AU od siebie oraz trzecia (Proxima) aż 15 200 AU od nich), 
  • Gwiazda Barnarda - 5,96 ly,
  • Wolf 359 - 7,78 ly,
  • Lalande 21185 - 8,29 ly,
  • Syriusz - 8,58 ly (Syriusz A - 2 masy Słońca oraz biały karzeł Syriusz B w odległości 8 AU),
  • Luyten 726-8 - 8,73 ly (dwie gwiazdy w odległości od 2,1 do 8,8 AU),
  • Ross 154 - 9,68 ly.
Tylko dwie z tych gwiazd są widoczne gołym okiem z Ziemi - Alfa Centauri i Syriusz - to właśnie one budzą największe zainteresowanie pod względem posiadania planet. Niestety ani one, ani żadna z wymienionych gwiazd nie posiadają takowych. Oczywiście gdybym miał typować to z czystym sumieniem napiszę, że w niedalekiej przyszłości prawdopodobnie odkryjemy planety wokół co najmniej połowy z tych gwiazd! Co więcej, istnieją już pewne tropy..

'Pustka' po próbach obrazowania Syriusza. Widoczny na
(c) punkcik światła to tylko zakłócenie. Nie pojawił się na
późniejszych zdjęciach.
Astrometryczne obserwacje Syriusza często sugerowały istnienie trzeciego obiektu w tym układzie. Miał on krążyć wokół Syriusza A w czasie 6 lat i 107 dni. Z początku myślano, że może to być brązowy karzeł, czyli obiekt pomiędzy gazową planetą, a gwiazdą. W późniejszych obserwacjach bezpośrednich stwierdzono, że obiekt ten może być jednak znacznie mniej masywny, a więc rozpoczęły się poszukiwania planety. Jej masa miałaby znajdować się w przedziale od 1,6 do 12 mas Jowisza. Jednak niestety, pomimo czteroletnich prób detekcji nie udało się potwierdzić żadnego obiektu. Astronomowie przyznali, że bezpośrednie obserwacje układu Syriusza są niezwykle trudne. Spowodowane jest to ogromną jasnością komponentu A, zarówno jasnością obserwowaną, jak i absolutną. Naukowcy dodali też, że nie można wykluczyć istnienia planet w tym systemie. Syriusz to wciąż najciekawszy kandydat (po Alfa Centauri A i B) do bezpośrednich poszukiwań planet pozasłonecznych.

Co do samego systemu Alfa Centauri to brak jakichkolwiek dowodów (poza czysto teoretycznymi obliczeniami) na istnienie planet w tym systemie trzech gwiazd. Pomimo prób obserwacji tranzytu oraz prędkości radialnych nie udało się wykryć żadnych znaczących sygnałów egzoplanet. Naukowcy jednak wciąż są bardzo zainteresowani tym układem. Szczególną uwagę zwracają na dwie główne gwiazdy, które bardzo przypominają wiekiem i metalicznością nasze Słońce. Dla gwiazdy Centauri B określili nawet obszar ekosfery, która znajduje się od 0,5 do 0,9 AU od tej gwiazdy. Aby wykryć planety w tym złożonym systemie potrzeba nowocześniejszych urządzeń. Jest możliwe, że w niedalekiej przyszłości odnajdziemy obce światy wokół którejś z 3 gwiazd w tym układzie. Co ciekawe, planety w tym układzie mogłyby krążyć nie tylko wokół każdej z dwóch centralnych gwiazd lecz także wokół dwóch gwiazd na raz. Innymi słowy gwiazdy A, B i C mogą posiadać własne osobne planety ale jednocześnie egzoplanety mgły uformować się wokół dwóch centralnych gwiazd (A i B).

Gwiazdozbiór Erydanu.
Najbliższe znane nam planety pozasłoneczne istnieją tuż za ustaloną przeze mnie granicą dziesięciu lat świetlnych. Około 10,44 ly od Ziemi znajduje się gwiazda Epsilon Eridani, która jest dziewiąta, pod względem odległości, gwiazdą od Słońca. Gwiazda ta znajduje się w gwiazdozbiorze Erydanu (obok Oriona) i jest widoczna gołym okiem. Obecność planety w tym systemie czyni go najbliższych układem planetarnym względem Układu Słonecznego. Sama planeta jest gazowym olbrzymem o masie 1,5 razy większej od Jowisza. Ów gigant krąży po eliptycznej orbicie z czasem 2502 dni w odległości 3,4 AU. Warto dodać, że gwiazda Epsilon Eridani posiada aż trzy dyski. Dwa z nich to pasy asteroid - jeden znajduje się tuż przed planetą Epsilon Eridani b, drugi w odległości około 20 AU. Trzeci dysk jest złożony z komet i mniejszych lodowych obiektów (odpowiednik pasa Kuipera), a znajduje się w odległości od 35 do 100 AU od gwiazdy.

Następną, po Epsilon Eridani b, najbliższą nam planetą jest GJ 674 b. Jest to bardzo gorący obiekt ponieważ krąży w odległości zaledwie 0,039 AU od gwiazdy, w czasie niecałych 5 dni. Nie ma pewności co do budowy tej planety. Jej masa to nieco ponad 11 mas Ziemskich, wiec może być to gorąca skalista Super-Ziemia bądź gorący gazowy pod-Neptun (lub pod-Uran). GJ 674 b znajduje się w odległości 14,8 lat świetlnych.

Warto jeszcze wspomnieć o dwóch najbliższych egzoplanetarnych układach wielokrotnych. Oba posiadają po co najmniej 4 planety. Pierwszy z nich (odległość od nas - 15,33 ly) to Gliese 876. W systemie tym znajdują się dwa gazowe giganty - planeta Gliese 876 b jest ponad dwa razy masywniejsza od Jowisza i okrąża gwiazdę w czasie 60 dni; planeta c jest nieco mniej masywna od Jowisza, a czas jaki potrzebuje na okrążenie gwiazdy wynosi około 30 dni. Poza nimi istnieją jeszcze dwa mniejsze obiekty. Planety d i e mogą być zarówno ciałami skalistymi, jak i gazowymi. Masa obiektu d oszacowana jest na 6,5 mas ziemskich, a obiektu e na 14,5. Ponadto obiekt c znajduje się mniej więcej w ekosferze swojej gwiazdy. Oznacza to, że woda mogłaby utrzymać się na powierzchni tej planety w stanie ciekłym. Oczywiście występowanie znanego nam życia na planetach gazowych jest czystą abstrakcją, natomiast duże księżyce są teoretycznie zdolne do wytworzenia odpowiedniego środowiska dla życia. Niestety z uwagi na interakcje zachodzące pomiędzy tą planetą, a jej gwiazdą macierzystą możliwość formowania się księżyców jest wyjątkowo mało prawdopodobna.

Następnym w kolejności systemem wielokrotnym jest sławny Gliese 581. Znajduje się on w odległości około 20,5 lat świetlnych od Ziemi. To właśnie wśród jego czterech (jednej pod-Netputnowej i trzech Super Ziemiach) planet znajduje się Gliese 581 c, która to jest dotychczas najlepszym kandydatem na tzw. "Drugą Ziemię". Osobny artykuł o tej planecie znajduje się TUTAJ.

Na koniec warto dodać, że siódmą najbliższą w kolejności gwiazdą (25 ly) posiadającą planetę pozasłoneczną jest Fomalhaut. To właśnie na orbicie Fomalhaut znajduje się najmniej masywna i najbliższa egzoplaneta odkryta za pomocą bezpośrednich obserwacji. Fomalhaut b to gazowy olbrzym o masie nie większej niż 3 masy Jowisza. Okrąża gwiazdę w czasie aż 876 lat w odległości 115 AU (prawie 4 razy dalej niż Neptun w naszym układzie). W 2004 i 2006 roku wykonano dwa zdjęcie przy pomocy teleskopu Hubble'a. To dzięki nim możemy zobaczyć zamianę położenia planety w czasie.

Zdjęcie gwiazdy Fomalhaut i jej planety.
Gwiazda Fomalhaut jest widoczna gołym okiem w gwiazdozbiorze Ryby Południowej.

Źródło... mnóstwo.. ;)

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz