Гигантски планети живеят в предградията

Изглед към половината от Юпитер с ленти, вихри и овали в тен до червеникави цветове.

Ето как изглежда най -голямата гигантска планета в нашата Слънчева система, Юпитер. Космическият кораб Juno е заснел това изображение по време на 31 -то си прелитане на Юпитер на 30 декември 2020 г. Бурята, известна като Голямото червено петно, се вижда на хоризонта, почти завъртяна извън полезрението. Гражданският учен Таня Олексуик създаде това изображение с подобрен цвят, използвайки данни от камерата JunoCam. Изображение чрез НАСА.


Слънчевата ни система е нормална

В края на май 2021 г. астрономите публикуваха нови резултати при 30-годишно преброяване на населениетопланетни системиотвъд нашите собствени. Резултатите показват, че повечето са подредени по подобен начиннашитеслънчева система. Тоест, повечето гигантски екзопланети не са близо до родителските си звезди, а вместо това живеят в предградията на техните системи. Това е в противоречие с това, което астрономите си мислеха, когато за първи път откриха гигантски екзопланети през 90 -те години. Известно време си мислехагорещи юпитери- гигантски планети близо до звездите си - може да е норма. Сега Проучването на наследството в Калифорния, започнало през 90 -те години, доказа обратното. Наскоро публикуваните резултати от преброяването описват нашата слънчева система като „нормална“. Или като астрономАндрю Хауърдна Калтех каза в аизявление:

Започваме да виждаме модели в други планетни системи, които правят нашата Слънчева система да изглежда малко по -позната.


Резултатите са публикувани на 25 май 2021 г. в две проучвания (тукитук) врецензиран Приложение за астрофизичен вестник.

Слънчевата ни система е подредена със скалистите,наземнипланети, най -близки до нашето слънце игазов гигантпланети по -далеч. Астрономите обикновено говорят за разстояния в планетарните системи в астрономически единици (ДА СЕ). Един AU е същият като разстоянието на Земята от слънцето, или 93 милиона мили (150 милиона км). Юпитер се намира на 5 астрономически единици от нашето слънце. Сатурн се намира на 9 AU от нашето слънце. Проучването показа, че гигантските екзопланети живеят предимно в рамките на 1 и 10 астрономически единици от техните родителски звезди.

Монтаж на два телескопа и затворен бял купол на обсерваторията.

Тези 3 телескопа бяха използвани в California Legacy Survey: вляво, Shane at Lick Observatory; център, Автоматичен търсач на планети в обсерваторията Лик; и вдясно, обсерваторията W. M. Keck в Хавай. Изображение чрез Лори Хеч (Обсерватория Лик)/ Рик Питърсън (Обсерватория W. M. Keck).

Гигантските планети са VIP

Гигантските планети оказват голямо влияние върху формирането на техните планетни системи. АстрономЛорън Вайсот Института по астрономия на Хавайския университет коментира:




Динамично погледнато, Юпитер и Сатурн са ВИП - много важни планети - на Слънчевата система. Смята се, че те са оформили сглобяването на земните планети, потенциално забавяйки растежа на Марс и прашка кометите, носещи вода, към Земята.

Астрономите започват да откриват планети, обикалящи около далечни звезди, едва през 90 -те години. Те често намират най -големите планети с газов газ, защото тези планети са толкова масивни. От друга страна, калифорнийското проучване не успя да включи по -малки планети с газов газ в обхвата на Уран (19 а.е.) и нептун (30 а.е.). Те успяха да отбележат, че планетите с размерите на Юпитер и Сатурн обаче са необичайни чак до Уран и Нептун.BJ Fultonна Caltech обясни:

Въпреки че не можем да открием по -малки планети, подобни на Нептун и Уран, които са много далеч от своите звезди, можем да заключим, че големите газови гиганти като Юпитер и Сатурн са изключително редки в най -отдалечените региони на повечето екзопланетни системи.

Млад мъж в очила и ръкави на ризи, застанал навън на слънчева светлина.

Лий Розентал, студент поАндрю Хауърд, и двете в Калтех, е водещ автор нахартияпредставя нови резултати от California Legacy Survey. Изображение чрез Joanie Schwarz Portraiture/Caltech.


Усмихнат, дългокос млад мъж.

BJ Fultonе водещ автор навтора хартияпредставя нови резултати от California Legacy Survey. Изображение чрез Даниел Гил/Caltech.

Подробности от проучването на наследството в Калифорния

Данните от проучването разкриват, че за всеки 100 звезди в нашатамлечен пътгалактика, вероятно ще има поне 14 студени гигантски планети. Не знаем със сигурност колко звезди съдържа Млечният път, но вероятно е между 100 и 400 милиарда звезди. Екстраполирайки от броя на гигантските планети, открити около близките звезди, астрономите смятат, че галактиката Млечен път изобилства от милиарди планети -гиганти.

Проучването е насочено към 719 слънчеви звезди за повече от 30 години. Той анализира 177 планети, включително 14 новооткрити газови гиганти. Планетите имат маси между 1/100 и 20 пъти масата на Юпитер. (За сравнение, Юпитер е 318 пъти по -масивен от Земята. Всъщност масата на Юпитер е 2,5 пъти по -голяма от масата на всички останали планети в нашата Слънчева система.)

Екипът проектира анкетата да бъде безпристрастна, като избира случайни звезди.Лий Розенталот Caltech обясниха, че са избрали членовете на проучването:


... Сякаш можете да пъхнете ръката си в чанта със звезди и да извадите произволна планета.

Карикатура, изобразяваща планети от тип Земя и гигантски планети, до високи сгради, като гистограма.

На тази илюстрация по -високите сгради показват къде е известният гигантекзопланетиживеят спрямо звездите си. Гигантски планети близо до звездите си, т.наргорещи юпитери, са на снимката със слънчеви очила. Гигантски планети, далеч от звездите си, в студените покрайнини на техните планетни системи, са показани с шапки и наушници. Илюстрацията показва, че повечето гигантски планети, обикалящи около други звезди, са склонни да лежат между 1 и 10 пъти разстоянието на Земята от нашето слънце (единица Земя-Слънце се нарича астрономическа единица, илиДА СЕ). Изображение чрез California Legacy Survey/ Т. Пайл/Caltech/ IPAC.

Предразсъдъчни ранни проучвания

Когато астрономите за първи път започнаха да откриват екзопланети през 90 -те години на миналия век, те се чудеха дали нашата Слънчева система е необичайна. Това се дължи на факта, че повечето от първите открити планети са „горещи Юпитери“, сходни по маса с Юпитер, но обикалящи много близо (по -малко от 1 астрономически единици) до техните родители. Но, както се оказа, един от основните методи, използвани за откриване на екзопланети, беше предубеден в полза на намирането на тези големи и близки планети. Този метод за лов на планети, нареченметод на радиална скорост, наблюдава колебание в движение на звезда, произведено от придърпване на планета. И, разбира се, близките гигантски планети дърпаха най -тежко. Розентал каза:

Горещите Юпитери тогава бяха лесни за избор, но тези ранни проучвания бяха предубедени и не получиха пълната картина.

Периодът от 30 години оттогава подобри технологиите за лов на планети. Сега астрономите могат да открият клатенето на звезда от планета, обикаляща далеч от нея. И така дългосрочното проучване на наследството в Калифорния е дало широк спектър от резултати. Както каза Фултън:

Идеята е да се изследват планети с всякакви размери и температури и след това да се търсят модели в данните.

В очакване на Keck Planet Finder

Екипът очаква с нетърпение нови инструменти, които ще им помогнат да видят повече и да научат повече за далечни екзопланети. Един инструмент еKeck Planet Finder, който може да бъде готов още през 2022 г. Основната цел на Keck Planet Finder ще бъде измерването на масите и орбиталните свойства на малките планети, включително Земята, супер-Земята и под-Нептуните. Главният изследовател на Planet Finder е Андрю Хауърд от Калтех. Той каза:

Това проучване е чудесна отправна точка за бъдещите инструменти, които са чувствителни към планетите с размерите на Земята.

Мъже и няколко жени, стоящи около огромен корабен сандък.

Екипът на KPF сZerodur диск(частично открит в корабната ѝ кутия), който, според тези астрономи, е ключов избор за дизайн за постигане на изключителна прецизност с помощта наметод на радиална скоростза намиране на екзопланети. Изображение чрезХауърд Груп/ Калтех.

В крайна сметка: Астрономите публикуваха резултатите от 30-годишно проучване на екзопланети, което установи, че гигантските планети живеят на подобно разстояние от звездата-домакин, както виждаме тук в нашата собствена Слънчева система.

Източник: Проучване на наследството в Калифорния I. Каталог от 177 планети от прецизно наблюдение на радиалната скорост на 719 близки звезди за три десетилетия

Източник: California Legacy Survey II. Поява на гигантски планети отвъд линията на леда

Чрез Caltech

Обсерватория Via Keck