Heute erlebt die Astronomie eine weitere Entwicklungsrunde. Neue Entdeckungen treten immer häufiger auf. Die Zahl der außerhalb des Sonnensystems entdeckten Planeten liegt bereits bei Tausenden. Und dies sind nur bestätigte Planeten, ohne mögliche Kandidaten.
Um die entdeckten Planeten zu systematisieren, suchen Wissenschaftler nach Möglichkeiten, sie nach gemeinsamen Merkmalen zu klassifizieren. Heutzutage gibt es mehrere allgemein anerkannte Klassifizierungsmodelle, aber meistens werden Exoplaneten in Gas- und Erdplaneten unterteilt. Letzteres wird in diesem Artikel behandelt.
Exoplaneten vom Erdtyp
Solche Objekte sind für Wissenschaftler von besonderem Interesse, da eine der wichtigsten Aufgaben der modernen Wissenschaft die Suche nach außerirdischem Leben ist und die Wahrscheinlichkeit, es auf einem erdähnlichen Planeten zu finden, viel höher ist als auf einem Gasplaneten. Was sind die Planeten dieses Typs?
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Mini-Erde
Wie der Name schon sagt, hat dieser Objekttyp Abmessungen, die nicht größer sind als die der Erde. Im Sonnensystem können Erde, Venus, Mars und Merkur dieser Klasse zugeordnet werden. Je kleiner der erdartige Planet ist, desto kleiner ist seine Gravitationskomponente. Zusammen mit einem schwachen Magnetfeld führt dies dazu, dass die Atmosphäre nicht an der Oberfläche verweilen kann und im Weltraum verschwindet.
Typischerweise befinden sich solche Objekte in der Nähe ihrer Elternsterne, was zu einer starken Erwärmung der Oberfläche führt. Mini-Erden sind aufgrund ihrer geringen Größe nur schwer zu erkennen. Am häufigsten werden sie mithilfe der Transitmethode gefunden, mit der Planeten gefunden werden können, die in unmittelbarer Nähe des Sterns umkreisen.
Die ersten Planeten, die in dieser Klasse entdeckt wurden, waren Kepler-20e und Kepler-20f, die einen 945 Lichtjahre von uns entfernten roten Zwerg umkreisten.
Einige Beispiele für Mini-Erde
Kepler-20 e
Auf dem Foto: Vergleichende Dimensionen von Erde und Kepler20e
Kepler-20 e ist der zweitgrößte Planet des Muttersterns, hat jedoch einen Umlaufbahndurchmesser, der sechsmal kleiner ist als der von Merkur. Diese Nähe zum Stern macht die Temperatur auf der Oberfläche der Mini-Erde sehr hoch - etwa 740 ° C, was sie in eine Kategorie potenziell unbewohnter Tiere übersetzt.
Kepler-20 f
Auf dem Foto: Vergleichende Abmessungen der Erde und Kepler20f
Diese Mini-Erde hat etwas größere Abmessungen als die Erde. Sein Radius ist 3,4% größer als die Erde, obwohl er 0,66 Erdmassen hat. Der Planet ist der vierte vom Stern entfernte, der Durchmesser seiner Umlaufbahn ist mehr als dreimal kleiner als der Durchmesser der Umlaufbahn von Merkur. Ein Jahr auf dem Kepler-20 f dauert nur 19,5 Tage.
Trotz der Ähnlichkeit in Größe und Masse mit der Erde unterscheiden sich die Bedingungen auf dem Kepler-20 f erheblich von den für uns üblichen. Aufgrund seiner Nähe zum Stern beträgt die durchschnittliche Oberflächentemperatur hier etwa 432 ° C, ist zu hoch, um Wasser in flüssiger Form zu halten, und reicht aus, um viele Metalle zu schmelzen. Es ist jedoch möglich, dass die Kepler-20 f-Atmosphäre eine große Menge Wasserdampf enthält.
PSR B1257 + 12 b
Eine erstaunliche Mini-Erde, die sich in einer Entfernung von 2300 Lichtjahren von uns im Sternbild Jungfrau befindet. Der Planet ist insofern einzigartig, als er sich um einen Pulsar dreht, ein kompaktes Weltraumobjekt, das aus einem Neutronenstern besteht.
Mini-Erde, einer der drei Planeten in der Umlaufbahn des Pulsars PSR B1257 + 12. Mit seinen Abmessungen ist es ungefähr 2 mal größer als der Mond und hat eine Masse von 50 mal weniger als die Erde.
Kepler-37 b
Diese Mini-Erde dreht sich um den gelben Zwerg Kepler-37, der sich im Sternbild Lyra in einer Entfernung von 126 Lichtjahren von uns befindet. Zum Zeitpunkt seiner Entdeckung war es der kleinste Exoplanet von allen bekannten. Sein Radius (3900 km) überschreitet den Radius des Mondes (3476 km) nur geringfügig. Der Durchmesser der Umlaufbahn des Planeten ist ungefähr viermal kleiner als der Durchmesser der Umlaufbahn von Merkur, wodurch die Oberflächenbedingungen nahe an Merkur liegen.
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Super Erde
Super-Erde ist eine Klasse von Planeten mit ähnlicher Masse, die von 1 bis 10 Erdmassen reicht. Einige Quellen sprechen von Massen von 5 bis 10 terrestrischen.
Vielleicht ist dies eine der einfachsten Arten der Klassifizierung von Weltraumobjekten, weil Weder die Nähe zum Stern noch die Zusammensetzung in dieser Klasse werden berücksichtigt, nur die Masse ist wichtig. Obwohl es hier einige Grenzfälle gibt. Zum Beispiel hat der Planet Mu Altar c, der sich 50,6 Lichtjahre von uns entfernt befindet, eine Masse von 10,5 terrestrisch (oder 3% der Masse des Jupiter).
Am häufigsten finden sich Supererden in Sternen der gelben und roten Zwerge, deren Masse 35% bis 85% der Sonne entspricht. Ein weiteres Kennzeichen von Sternen mit Supererden ist ihre Metallverarmung.
Natürlich können solche Arten von Weltraumobjekten eine völlig andere Zusammensetzung, Temperatur und andere Eigenschaften haben, aber Wissenschaftler neigen dazu zu glauben, dass die meisten von ihnen Steinplaneten sind, deren Geologie der Erde ähnlich ist. Und wenn sich ein solcher Planet in der bewohnbaren Zone eines Sterns befindet, ist es sehr wahrscheinlich, dass er unserer Erde sehr ähnlich ist, selbst wenn er viel größer ist.
Beispiele für einige SuperEarths
PSR B1257 + 12 c
Diese Supererde dreht sich um einen uns bereits bekannten Neutronenstern, von dem einer eine Mini-Erde ist (thebiggest.ru hat etwas höher darüber geschrieben). Es ist auch überraschend, dass der diskrete Name „PSR B1257 + 12 c“ den ersten entdeckten Exoplaneten in der Geschichte verbirgt! Die Entdeckung erfolgte 1991, als der polnische Astronom Alexander Volshchan periodische Änderungen der Intensität der Signale des Pulsars PSR 1257 + 12 bemerkte, die er ein Jahr zuvor entdeckt hatte. Später stellte sich heraus, dass sich mindestens 3 Objekte in der Umlaufbahn des Pulsars drehen, von denen zwei Supererden und eines eine Mini-Erde sind.
Hinweis: „AE“ ist eine astronomische Einheit. Dieser Begriff wird als Längeneinheit bezeichnet, die der durchschnittlichen Entfernung zwischen Erde und Sonne entspricht, und dies sind ungefähr 150 Millionen km.
Der Durchmesser der Umlaufbahn des Super-Earth-PSR B1257 + 12 s beträgt 0,3AE. Es ist sehr schwer, sich die Bedingungen auf diesem Planeten vorzustellen, aber es ist offensichtlich, dass sie sich sehr von allen uns bekannten Planeten unterscheiden. Der Pulsar hat ein kolossales Magnetfeld, der Planet ist starker ionisierender Strahlung ausgesetzt. Viele Wissenschaftler schlagen vor, dass hier unter bestimmten Bedingungen Leben möglich ist. Auf der Erde gibt es einige Lebensformen, die gegen verschiedene Arten von Strahlung, einschließlich Ionisierung, resistent sind. Darüber hinaus kann die Temperatur des Pulsars eine Million Grad Kelvin erreichen, und der Pulsarwind kann den Planeten im Orbit erwärmen.
Kepler-442 b
Der Radius von Kepler-442 b ist 30% größer als der der Erde und die Masse ist mehr als das 2,3-fache der Masse der Erde. In einer Entfernung von 1120 Lichtjahren von uns befindet sich ein Exoplanet. Für Astronomen ist es von großem Interesse, dass es sich in der sogenannten "bewohnbaren Zone" seines Sterns dreht - einem orangefarbenen Zwerg mit einer Sonnenmasse von 0,61. Der Radius der Rotationsbahn von Kepler-442 b beträgt 0,41 AE, aber aufgrund der schwächeren Leuchtkraft des Muttersterns können die Bedingungen auf der Oberfläche den terrestrischen sehr ähnlich sein.
Gliese 832 c
Dieser Exoplanet, der einen roten Zwerg in einer Entfernung von 16 Lichtjahren von uns umkreist, hat einen der höchsten Erdähnlichkeitsindizes unter allen heute bekannten Planeten. Obwohl Gliese 832 c mehr als sechsmal näher am Mutterstern liegt als die Erde, erhält es ungefähr die gleiche Wärmemenge. Seine Masse ist etwas mehr als fünfmal größer als die Erde und etwas kleiner als eineinhalbmal größer als die Erde. Weitere Untersuchungen des Planeten sollten Aufschluss über die Zusammensetzung und Dichte der Atmosphäre von Gliese 832 c sowie über die Möglichkeit lebender Organismen geben.
Proxima Centauri b
Die erste Erwähnung dieser Supererde erfolgte 2013, die Daten wurden jedoch noch einmal überprüft und erst 2016 endgültig bestätigt. Das Interesse an dem Planeten wird durch die Tatsache verursacht, dass er sich um den gelben Zwerg Proxima Centauri dreht, und dies ist der uns am nächsten liegende Stern. Seine Dimensionen und Masse sind unserer Sonne fast zehnmal unterlegen. Es befindet sich in einer Entfernung von 4,3 Lichtjahren oder 40 Billionen. km von uns.
Kehren wir zu den Merkmalen von Proxima Centauri b zurück. Der Planet dreht sich in 270 Stunden (ca. 11 Tage) vollständig um den Stern. Diese Geschwindigkeit ist auf die Nähe zum Stern zurückzuführen, da der Radius der Rotationsbahn der Supererde 20-mal kleiner als der Radius der Erdumlaufbahn und sogar 7-mal kleiner als die Umlaufbahn von Merkur ist. Diese Nähe zu einem schwachen Stern schafft die Bedingungen für flüssiges Wasser auf dem Planeten, wodurch Proxima Centauri b potenziell lebensfähig wird. Die durchschnittliche Temperatur auf der Oberfläche des Planeten beträgt –39 ° C. Der Radius von Proxima Centauri b ist 10-11% größer als die Erde und die Masse ist 27% größer als die Masse der Erde.
Jüngsten Daten zufolge ist ein Exoplanet ohne eigenes Magnetfeld einer kosmischen Strahlung ausgesetzt, die hunderte Male höher ist als die von der Erde empfangene Strahlung. Eine solche Strahlung könnte fast alle lebenden Organismen der Erde zerstören, obwohl wir einige Arten von Bakterien kennen, die unter extremeren Bedingungen überleben können. Wissenschaftler haben mehrere Modelle gefunden, in denen sich das Leben vor der starken Strahlung eines Sterns schützen kann. Im März 2017 wurde jedoch ein starker Blitz am Mutterstern beobachtet, bei dem sich die Helligkeit des Sterns um bis zu 10 Sekunden verzehnfachte. Zum Zeitpunkt des Ausbruchs trat eine enorme Strahlungsemission auf, die bekannte Lebensformen leicht leblos machen konnte.
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Chthonischer Planet
Die nächste Art von terrestrischen Planeten sind chthonische Exoplaneten. Dazu gehören Gasriesen, die während der Evolution die Gashülle verloren und ihren festen Kern freilegten.
Es gibt nur wenige Planeten dieses Typs, aber die Phänomene, bei denen ähnliche Objekte gebildet werden, sind im Raum weit verbreitet. Die „Verwitterung“ von Gas erfolgt aufgrund der Nähe des Gasriesen zum Stern. Der Sternwind bläst allmählich die Gaskomponente des Planeten ab und hinterlässt nur schwere Elemente.
Einige Beispiele
CoRoT-7 b
CoRoT-7 b wurde 2009 entdeckt. Zusätzlich zu den chthonischen gehört es zur Art der Supererden sowie zu Lava- und Eisenplaneten. CoRoT-7 b dreht sich um einen gelben Zwerg in einer Entfernung von 489 Lichtjahren von uns. Der Radius des Planeten ist eineinhalb Mal größer als der der Erde und seine Masse übersteigt das 7,4-fache der Erde. Dies bedeutet, dass die durchschnittliche Dichte des Planeten über der Erde etwa das Zweifache beträgt.
Es ist nicht überraschend, dass CoRoT-7 b seine Gashülle verloren hat, da der Radius der Umlaufbahn des Planeten 22-mal kleiner ist als der Radius der Umlaufbahn von Merkur. Trotz der Tatsache, dass der Mutterstern CoRoT-7 etwas kleiner als die Sonne ist, ist die Temperatur in einer so engen Umlaufbahn sehr hoch. Wahrscheinlich tobt auf der Oberfläche von CoRoT-7 b ein riesiger Lava-Ozean, dessen Temperatur über 2500 ° C liegt. Diese Temperatur reicht aus, um fast alle bekannten Metalle und Mineralien zu schmelzen. Aufgrund der großen Gezeitenkräfte ist der Planet wahrscheinlich immer zur Seite des Sterns gedreht. Dies ermöglicht es auf der kälteren Seite des Niederschlags in Form von Lava und Steinen.
HD 209.458 b
Dieser Planet ist nicht chthonisch, aber wir haben ihn im Voraus auf diese Liste gesetzt. In sehr ferner Zukunft könnte dieser Gasriese den größten Teil seiner Materie verlieren und zu einem chthonischen Exoplaneten werden. HD 209458 b ist vielleicht der am meisten untersuchte Exoplanet der Welt.
Es gehört zur Kategorie der heißen Jupiter und dreht sich um einen gelben Zwerg, der sich im Sternbild Pegasus in einer Entfernung von 153 sv befindet. des Jahres.
HD 209458 b hat Abmessungen, die fast eineinhalb Mal größer sind als Jupiter, mit einer Masse von 0,6 Jupiter. Der Planet ist um einen Abstand vom Stern entfernt, der 1/8 des Radius der Umlaufbahn des Merkur entspricht. Die Nähe zum Stern führt dazu, dass sich eine Seite des Exoplaneten auf enorme Temperaturen erwärmt und die andere (die Rückseite) viel kälter ist. Wie alle Planeten, die dem Stern sehr nahe sind, ist HD 209458 b immer zur Seite des Sterns gedreht. Der Temperaturunterschied zwischen der sonnigen und der dunklen Seite führt dazu, dass an der Oberfläche schwere Stürme toben, deren Windgeschwindigkeit 2 km / s beträgt. Außerdem werden die oberen Teile der Atmosphäre unter dem Einfluss des Sternwinds in den Weltraum geblasen und bilden eine riesige Wolke hinter dem Planeten, ähnlich einem großen Kometenschwanz.
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