wtorek, 28 lutego 2012

O kandydatach Keplera - ekosfera, temperatury i mnogość układów

Cóż.. wszystko wskazuje na to, że zakończymy luty z zaledwie 5 nowymi planetami. Zapewniam jednak, że ten blog ma się dobrze nawet wtedy gdy odkrytych egzoplanet jest jak na lekarstwo - zawsze znajdzie się jakaś informacja, którą chciałbym podzielić się z czytelnikami. Tym razem będzie to kilka informacji o kandydatkach Keplera (nazywajmy je KOI - Kepler Object of Interest): 

Układy wielokrotne/pojedyncze

Układy pojedyncze/wielokrotne. Kliknij aby powiększyć

Na pierwszym wykresie mamy przedstawione wszystkie znane dotychczas KOI. Na osi x możemy odczytać okres orbitalny w daniach, natomiast na osi y widzimy rozmiary potencjalnych planet. Poziome linie reprezentują (od dołu) 1 promień Ziemi (Rz), 4 Rz, 10 Rz oraz 20 Rz. Najważniejsza rzeczą tego wykresu są jednak kolory. Dzięki nim wiemy ile KOI znajduje się w układach pojedynczych, a ile w wielokrotnych: kolor czarny - pojedyncze planety; kolor zielony - planeta w układzie z dwiema planetami; kolor niebieski - planeta w układzie z trzema planetami itd. Po krótkiej matematyce łatwo zauważyć, że:
  • 2321 kandydatów należy do osobnych 1790 gwiazd,
  • pośród 1790 gwiazd 365 posiada więcej niż jedną planetę,
  • 896 kandydatów należy do układów wielokrotnych.
Ilości poszczególnych układów:
  • 245 układów z dwiema planetami,
  • 84 układy z trzema planetami,
  • 27 układów z czterema planetami,
  • 8 układów z pięcioma planetami,
  • 1 układ z sześcioma planetami.
               Powyższe dane warto porównać ze starszymi (sprzed ostatniego wypływu KOI) - LINK!

    Temperatury kandydatów Keplera
Temperatury kandydatów. Kliknij aby powiększyć.
Kolejny wykres przedstawia nam promień KOI (oś y) oraz jego szacowaną temperaturę w Kelwinach (oś x). Jak widzimy wahają się one od -100oC do prawie 2200oC. Pionowe przerywane kreski symbolizują zakres ekosfery - przyjrzymy się jej na kolejnym wykresie. Kolory oznaczają jedynie okres z jakiego pochodzi dany KOI. Kolor niebieski - wypływ danych z 15 czerwca 2010; kolor czerwony - dane z 2 lutego 2011; kolor żółty - 5 grudzień 2011.



Kandydaci Keplera w ekosferze


KOI w ekosferze oraz w jej pobliżu. Kliknij aby powiększyć.
Z początku mówiło się o 54 KOI znajdujących się w ekosferach swoich gwiazd. Oparte to było na standardowym rozumieniu ekosfery jako obszaru, w którym temperatura danego obiektu zawierać się będzie pomiędzy 0oC, a 100oC (tj. powyżej temperatury zamarzania wody, a poniżej temperatury jej wrzenia). Takie rozumowanie jest jednak zbyt ogólne, a co za tym idzie - błędne. W tego typu rozważaniach należy brać pod uwagę kilka dodatkowych czynników, jak na przykład: efekt cieplarniany, ucieczkę wodoru z atmosfery czy też zachmurzenie. Czynniki te mogą w znaczy sposób wpływać na temperaturę powierzchni planet. Tak więc jeśli dany obiekt znajdowałby się np. blisko wewnętrznej granicy ekosfery (czyli według pierwszego założenie temperatura <100oC) to w rzeczywistości jego temperatura byłaby znacznie wyższa z uwagi na (nawet niewielki) efekt cieplarniany. Należało więc wprowadzić inne graniczne wartości temperatur, a są to 185oK - 303oK, czyli około -88oC - 30oC (na wykresie poziome przerywane kreski po lewej i prawej stronie). To właśnie z tych "suchych" wartości temperatur warunki na planetach powinny wytworzyć (za sprawą wymienianych czynników) temperatury odpowiednie do utrzymania wody w stanie ciekłym (czyli znów od 0oC do 100oC). Może się to wydawać nieco zawiłe lecz z całą pewnością takie podejście jest całkowicie logiczne i racjonalne. W efekcie liczba KOI w ekosferach swoich gwiazd spadła o 9 obiektów i wynosi teraz 45 kandydatów.

Źródło

wtorek, 21 lutego 2012

GJ 1214 b - planeta pełna wody!

GJ 1214 b - wizja artysty.
Kosmiczny Teleskop Hubble'a przeanalizował znaną już planetę GJ 1214 b. Jak się okazuje jest ona całkiem innym obiektem niż planety poznane do tej pory - mamy otóż do czynienia z wodnym światem spowitym cienką atmosferą.

Planeta GJ 1214 b została odkryta w 2009 roku za sprawą naziemnych obserwacji. Jest to gorąca Super Ziemia o promieniu 2,7 Mz i prawie siedmiokrotnie większej masie. Krąży ona wokół czerwonego karła w czasie zaledwie 38 godzin, co oczywiście świadczy o niewielkiej separacji od gwiazdy. Temperatura powierzchni planety to około 230 stopni Celsjusza.

Już w 2010 roku przypuszczano, że GJ 1214 b zawiera spore ilości wody, jednak teraz pojawiły się konkretniejsze dowody potwierdzające tą hipotezę. Hubble obserwował tranzyt planty na tle tarczy gwiazdy macierzystej. Podczas tego przejścia, światło gwiazdy przechodziło przez atmosferę planety co pozwoliło na zbadanie gazów otaczających ten odległy świat.

Okazało się, że spektrum badanej planety nie wyróżnia się niczym konkretnym w wielu zakresach i kolorach. Najlepszy model atmosferyczny zgodny z obserwacjami Hubble'a jednoznacznie wskazuje na gęstą atmosferę złożoną z pary wodnej. 

Łącząc tę wiedzę z obliczoną gęstością planety (wynosi ona zaledwie 2 g/cm3; gęstość wody to 1 g/cm3; gęstość Ziemi wynosi 5,5 g/cm3) naukowcy doszli do wniosku, iż na GJ 1214 b znajduje się znacznie więcej wody niż na Ziemi oraz znacznie mniej skał! Ponadto z uwagi na ogromne ciśnienie i temperaturę tam panującą, możliwe jest występowanie wielu egzotycznych materiałów, jak na przykład gorący lód lub woda w stanie nadciekłym!

Teoretycy sugerują, że GJ 1214b uformowała się w znacznie większej odległości od swojej gwiazdy, będąc okryta ogromnymi ilościami wodnego lodu. Podczas migracji do wewnętrznej części układu, przeszła przez obszar ekosfery. Nie wiadomo jednak jak długo tam przebywała.

Wszyscy jednogłośnie się zgadzają, że planeta GJ 1214 b to świetny kandydat do badań za pomocą James Webb Space Telescope. Szkoda tylko, że misja ta jest obecnie przewidywana dopiero na 2018 rok (a może i jeszcze później).

Źródło

Zdjęcia prawdopodobnej planety w HD 1160

Bieżący miesiąc jest bardzo spokojny co z kolei skutkuje ciszą na blogu. Abym nie wyszedł na niedbałego bloggera, nie będę bezczynnie czekał na kolejne odkrycie. Przerywam ciszę zdjęciami układu HD 1160.

Układ HD 1160. Zdjęcia od Very Large Telescope.
Jak widzimy, mamy tu 12 zdjęć z różnych okresów między 2002, a 2011 rokiem. Z początku sądzono, że HD 1160 jest układem potrójnym składającym się z dwóch gwiazd (na zdjęciu: obiekt A - główny komponent i C - u góry) i brązowego karła (B). Najnowsze obliczenia wykazują, że masa rzekomego brązowego karła to 33 (+12/-9) Mj, a więc już teraz widzimy, że może ona wynieść mniej niż teoretyczna maksymalna masa planet (25 Mj). 

Ponadto należy mieć także na uwadze naturę głównego komponentu tego układu. Jest to bowiem gwiazda ciągu głównego typu A - jej masa to ponad 2 masy Słońca. Ostatnio często spotykam się z sugestiami, że maksimum masy egzoplanet jest zależne od gwiazdy macierzystej. Innymi słowy - im masywniejsza gwiazda, tym większy limit masy dla krążących wokół niej planet. Gdyby więc główną gwiazdą w omawianym układzie był np. karzeł-M (czerwony karzeł) to z pewnością obiekt B byłby brązowym karłem. HD 1160 A to jednak znacznie masywniejszy obiekt niż gwiazda typu M. Jest więc spora szansa na planetarną naturę obiektu B. Poczekajmy jednak na kolejne publikacje naukowe.

Kilka informacji do zdjęć:
Masa A = 2,2 Ms
Masa C = 0,22 Ms
Odległość A od C = 533 AU
Odległość A od B = 81 AU
Okres orbitalny B > 400 lat

Źródło

środa, 15 lutego 2012

Kolejna planeta w GJ 433

Gazowy olbrzym - wizja artysty.
W 2009 roku dowiedzieliśmy się, że w układzie GJ 433 znajduje się gorąca planeta typu SuperZiemia. Jest ona ponad 5 razy masywniejsza od naszej planety, a jej okres orbitalny to około 7,3 dnia. Tym razem, potwierdzony obiekt jest całkiem odmiennej natury.

Planeta GJ 433 c znajduje się w 62krotnie większej odległości (3,6 AU) od gwiazdy macierzystej niż jej daleka sąsiadka. Wiąże się to oczywiście z znacznie dłuższym okresem orbitalnym. Wynosi on w tym przypadku ponad 10 lat, a dokładnie 3693 dni. Sama planeta z pewnością nie jest obiektem skalistym - bowiem jej masa to 0,14 Mj (lub jak kto woli 44,5 Mz), a więc jest niemal 3 razy masywniejsza od Neptuna. Mamy zatem do czynienia z barwnym gazowy gigantem.

Obie planety zostały odkryte metodą pomiaru prędkości radialnych za pomocą spektrografu HARPS.

Źródło

poniedziałek, 13 lutego 2012

Jedna z najgorętsych planet - KOI-13 b

Gorący Jowisz - wizja artysty.
Zapewne wiele osób przyzwyczaiło się do małych, skalistych egzoświatów ogłaszanych przez Keplera. Czas jednak na małą odmianę ponieważ mamy tym razem znacznie masywniejsze "znalezisko".

KOI-13 b to egzoplaneta ośmiokrotnie masywniejsza od Jowisza, przy promieniu wynoszącym aż 1,83 Rj, co w sumie czyni ją 3 razy gęstszym obiektem niż nasz gazowy olbrzym. Na jedno okrążenie wokół swojej gwiazdy planeta ta potrzebuje zaledwie 1 dnia, 18 godzin i 20 minut, co oczywiście świadczy o bardzo małej odległości od gwiazdy macierzystej.

Układ w jakim znajduje się KOI-13 b jest w rzeczywistości układem podwójnym, lecz omawiana egzoplaneta krąży tylko wokół jednej z tych gwiazd. Gwiazdą tą jest główny komponent układu - jasna gwiazd typu A prawie 2,5 razy większa od Słońca. Jej temperatura przekracza 8500oC co z kolei ma znaczący wpływ na temperaturę odkrytej planety. 2590,85oC - bo na tyle oszacowano tą wartość - to jedna z największych znanych temperatur planet typu gorący Jowisz.

Źródło

sobota, 4 lutego 2012

3 gazowe planety, HD 155358 c w ekosferze i możliwa kolejna SuperZiemia w GJ 667C

McDonald Observatory
Po niezwykle udanym styczniu czas na kolejny dobry początek nowego miesiąca. Luty rozpoczynamy odkryciem trzech gazowych planet przez obserwatorium McDonald. Wszystkie obiekty potwierdzone zostały dzięki badaniom prędkości radialnych ich gwiazd macierzystych.

Nowe planety to HD 79498 b, HD 220773 b oraz HD 197037 b. Krążą wokół gwiazd ciągu głównego (typ F), wykonując jedną pełną orbitę w czasie odpowiednio 5,38; 10,19 i 2,83 roku. Dzięki wieloletnim badaniom (trwały one aż od 7 do 10 lat!) udało się także oszacować masy tych planet - 1,34 Mj, 1,45 Mj i 0,79 Mj - oraz ich odległości od środka masy układu - 3,13 AU, 4,94 AU i 2,07 AU. Dalsze badania tych gigantów pomogą zrozumieć procesy związane z formowaniem się gazowych planet wielkości Jowisza wokół gwiazd podobnych do naszej Gwiazdy Dziennej.

To samo obserwatorium przeprowadziło kolejną analizę układu HD 155358, składającego się z żółtego karła oraz dwóch gazowych planet. Jak się okazało planeta HD 155358 c ma nieco inny okres orbitalny niż wcześniej zakładano. Obecnie wynosi on około 391 dni, a jej odległość od gwiazdy to 1,02 jednostki astronomicznej. Ponieważ żółty karzeł to ten sam typ gwiazdy (typ G) co nasze Słońce, a odległość dzieląca gwiazdę od planety c jest bardzo podobna do odległości między Słońcem a Ziemią, nietrudno się domyślić, że HD 155358 c znajduje się wewnątrz ekosfery swojej gwiazdy. Oczywiście gazowa natura tej planety nie sprzyja rozwojowi żadnej ze znanych nam form życia. Możemy natomiast spekulować na temat możliwych egzoksiężyców o nieco bardziej sprzyjających warunkach. Należy jednak zauważyć, że wiek omawianego układu to ponad 10 miliardów lat, a więc jeśli jakiekolwiek życie miałoby uchować się na takim obiekcie, musiałoby być ono wyjątkowo odporne. Jeśli jednak ktoś lubi fantazjować może sobie wyobrazić wysoce zaawansowaną cywilizację zamieszkującą taki księżyc od miliardów lat pomimo wielu nieprzychylności (względnie wysoka ekscentryczność, burzliwe etapy ewolucji gwiazdy, migracje planety itp.). Takie podejście sugeruje, że układ HD 155358 może być interesującym celem dla badań SETI (Search for Extra-Terrestrial Intelligence) - organizacji "nasłuchującej niebo" w poszukiwaniu sygnałów obcych cywilizacji.

Orbity planet w GJ 667C. Planeta d także widnieje tutaj w
nieco "naciąganej" ekosferze.
Na koniec należy także wspomnieć o kolejnej możliwej Super Ziemi w układzie GJ 667C. W listopadzie 2011 roku pisałem o dwóch planetach (obie to Super Ziemie) odkrytych w tym systemie - dla zainteresowanych link TUTAJ oraz TUTAJ. Przypomnę jedynie, że jedna z tych planet jest główną kandydatką na "Drugą Ziemię" (mimo wszystko wciąż bardzo daleka od ideału). Wczoraj w katalogu jeszcze niepotwierdzonych planet pojawiła się GJ 667C d. Obiekt ten wymaga jednak dalszych długotrwałych badań gdyż jego sygnał może być naruszony przez kolejny obiekt (jednak bardziej prawdopodobna jest także inna, bardziej skomplikowana przyczyna tego sygnału - nie wynikająca z obecności planety) o okresie 91 dni, a także przez rotację samej gwiazdy (105 dni). Póki co wstępnie ustalono masę tej planety na około 5,5 masy Ziemi, a okres orbitalny na 75 dni. Pomimo wielu wątpliwości jedno jest pewne - GJ 667 jest jednym z najbardziej interesujących układów jakie poznaliśmy od początków egzoplanetarnych badań! 3 gwiazdy oraz już 4 możliwe planety... to mówi samo za siebie.

Źródło 1, Źródło 2