Astronomi

Hvorfor er der ingen fotos af exoplaneter?

Hvorfor er der ingen fotos af exoplaneter?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Der er mange fotos af forskellige astronomiske objekter såsom galakser, tåger og stjerner, hvoraf nogle er meget langt væk.

Der er dog ingen rigtige fotos af exoplaneter (med "rigtige fotos" mener jeg billeder, der faktisk viser noget mere end en lysblok). Hvorfor det?

Afstande fra galakser er i mange størrelsesordener større end afstande til exoplaneter, og alligevel har vi mange meget detaljerede (og smukke) billeder af dem. I mellemtiden er alt, hvad vi har på exoplaneter, begrænset til et par billeder med sløret lysklatter.


Galakser er langt væk, men meget store. Planeter er nærmere, men meget små.

Selv for planeter, der ikke er fuldstændig oversvømmet af det meget lysere lys fra deres værtsstjerne, deres vinkelstørrelse er meget, meget mindre end endda ganske fjerne galakser og bestemt mindre end den bedst opnåelige vinkelopløsning af nogen teleskoper på Jorden eller i rummet.

Et hurtigt eksempel er tilstrækkeligt.

Vinkelopløsningen på Hubble Space Telescope (HST) er ca. 0,1 buesekunder. Det vil sige, medmindre noget lægger en vinkel på meget mere end 0,1 buesekunder, så får du aldrig et godt løst billede af det.

En stor spiralgalakse har en diameter på omkring 50 kpc. En sådan galakse vil stadig have en vinkeldiameter på 0,1 buesekunder, når den er i en afstand af $10^{11}$ pc. dvs. vi kan få billeder af sådanne ting (hvis de findes, og hvis de er lyse nok) på tværs af det observerbare univers.

En planet på størrelse med Jupiter lægger en vinkel på 0,1 buesekunder i en afstand på 0,01 pc. dvs. vi kunne ikke løse overfladen af ​​Jupiter selv på kun en hundrededel af afstanden til nærmeste stjerne.


Årsagen er, at en exoplanet kun skinner af lyset fra sin moderstjerne, og dette reflekterede lys er ikke kun meget, meget svagt, men ofte tilsløret af det blændende lys fra den nærliggende stjerne. Eksoplaneter opdages sjældent hvis nogensinde direkte af de grunde, jeg lige har forklaret, så vi kan aldrig håbe på at få den slags fotografier, vi har af planeter, i vores eget solsystem. Der er dog nogle fantastiske nye, moderne teleskoper, der kommer på nettet i de næste par år, og de vil sandsynligvis være i stand til at få fotografier af planeter, der ikke er for tæt på deres stjerner. Ved at analysere deres spektre vil astronomer være i stand til at finde ud af en hel del om dem. De andre ting, du nævner, fotograferes let, fordi de er billioner af gange så store og billioner gange så lyse som en exoplanet.


NASA arbejder på det:


Kunstnerens skildring af et muligt billede fra et Solar Gravitational Lens (SGL) teleskop. Kreditter: Slava Turyshev

Direkte multipixel billeddannelse og spektroskopi af en exoplanet med en solgravitationslinsemission

For en exo-jord på 30 pc, ... kan man rekonstruere exoplanetbilledet med en overfladeopløsning på ~ 25 km, nok til at se overfladefunktioner og tegn på beboelighed.


Der er et par exoplanet-fotos: http://www.slate.com/articles/health_and_science/bad_astronomy/2012/11/exoplanet_pictures_astronomers_have_photos_of_alien_planets.html I betragtning af den sædvanlige størrelse og lysstyrkeforskelle mellem en planet og dens stjerne, skal forholdene være usædvanlige for direkte billeddannelse . -Beklager kun for link-svar, jeg er mobil lige nu.


Babybilleder: De første fotos af en planet, der er født

Dette sammensatte billede af det unge stjernesystem LkCa15 fanger det første foto af flere planeter, der er i gang. Billedkredit: Stephanie Sallum, et al.

Der er 450 lysår mellem Jorden og LkCa15, en ung stjerne med en overgangsdisk omkring den, en kosmisk hvirvlende dervish, et fødested for planeter.

På trods af diskens betydelige afstand fra Jorden og dens luftige, støvede atmosfære tog forskere fra University of Arizona det første foto af en planet, der er under opståen, en planet, der ligger i et hul i LkCa15's disk.

Af de omkring 2.000 kendte eksoplaneter - planeter, der kredser om en anden stjerne end vores sol - er kun omkring 10 blevet afbildet, og det var længe efter, at de var dannet, ikke da de var i gang.

"Dette er første gang, vi har afbildet en planet, som vi kan sige, at den stadig er ved at danne," siger & # 160Stephanie Sallum, en UA-kandidatstuderende, der sammen med Kate Follette, en tidligere UA-kandidatstudent nu udfører postdoktoralt arbejde ved Stanford University, førte forskningen.

”Ingen har med succes og utvetydigt opdaget en formende planet før,” siger Follette. "Der har altid været alternative forklaringer, men i dette tilfælde har vi taget et direkte billede, og det er svært at bestride det."

Forskernes resultater blev offentliggjort i 19. november-udgaven af ​​Nature.

For kun måneder siden arbejdede Sallum og Follette uafhængigt, hver på sin egen ph.d. projekt. Men serendipitøst havde de sat sig på den samme stjerne. Begge observerede LkCa15, som er omgivet af en særlig form for protoplanetar disk, der indeholder en indre clearing eller hul.

Protoplanetære skiver dannes omkring unge stjerner ved hjælp af affald, der er tilbage fra stjernens formation. Det mistænkes, at planeter derefter dannes inde i disken og fejer støv og snavs op, når materialet falder på planeterne i stedet for at blive i disken eller falde på stjernen. Derefter ryddes et hul, hvor planeter kan opholde sig.

Forskernes nye observationer understøtter denne opfattelse.

"Årsagen til, at vi valgte dette system, er, at det er bygget op omkring en meget ung stjerne, der har materiale tilbage fra stjernedannelsesprocessen," siger Follette. "Det er som en stor doughnut. Dette system er specielt, fordi det er en af ​​en håndfuld diske, der har et hulrum i solsystemets størrelse. Og en af ​​måderne til at skabe dette hul er at have planeter dannet derinde."

Sallum siger, at forskere lige nu er i stand til at billedgøre objekter, der er tæt på og meget svagere end en nærliggende stjerne. "Det er på grund af forskere fra & # 160University of Arizona & # 160, der har udviklet de instrumenter og teknikker, der gør den vanskelige observation mulig," siger hun.

Disse instrumenter inkluderer & # 160Large Binocular Telescope, eller LBT, verdens største teleskop, der ligger på Arizona's Mount Graham, og UA's & # 160Magellan Telescope & # 160og dets adaptive optiksystem, eller & # 160MagAO, & # 160placeret i Chile.

Optagelse af skarpe billeder af fjerne objekter er vanskeligt takket være atmosfærisk turbulens, blanding af varm og kold luft.

"Når du kigger gennem Jordens atmosfære, er det, du ser, kold og varm luft blandes på en turbulent måde, der får stjerner til at skinne," siger & # 160Laird Close, UA-astronomiprofessor og Follettes kandidatrådgiver.

"For et stort teleskop er det en ret dramatisk ting. Du ser et forfærdeligt udseende billede, men det er det samme fænomen, der får byens lys og stjerner til at glimte."

Josh Eisner, UA-astronomiprofessor og Sallums kandidatrådgiver, siger, at store teleskoper "altid lider af denne type ting." Men ved at bruge det adaptive optiske system LBT og en ny billedteknik lykkedes det ham og Sallum at få de skarpeste infrarøde billeder af LkCa15 endnu.

I mellemtiden brugte Close og Follette Magellans adaptive optiksystem MagAO til uafhængigt at bekræfte Eisner og Sallums planetariske fund. Ved hjælp af MagAOs unikke evne til at arbejde i synlige bølgelængder fangede de planetens "hydrogen alpha" -spektrale fingeraftryk, den specifikke bølgelængde af lys, som LkCa 15 og dens planeter udsender, når de vokser. Faktisk identificeres næsten alle unge stjerner ved hjælp af deres hydrogen-alfa-lys, siger Close, hovedforsker af MagAO.

Når kosmiske objekter dannes, bliver de ekstremt varme, siger Close. Og fordi de dannes af brint, lyser disse objekter alle en mørkerød, som astronomer refererer til som H-alfa, en bestemt lysbølgelængde. "Det er ligesom et neonskilt, som neongas lyser, når det får energi," siger han.

"Den eneste mørke nuance af rødt lys udsendes af både planeten og stjernen, når de gennemgår den samme vækstproces," siger Follette. "Vi var i stand til at adskille lyset fra den svage planet fra lyset fra den meget lysere stjerne og se, at de begge voksede og glødede i denne meget tydelige nuance af rødt."

En farve så tydelig, siger Close, at det er bevis på, at en planet danner - noget der aldrig er set før nu.

"Resultater som dette er kun blevet mulig med anvendelsen af ​​en masse meget avanceret ny teknologi til virksomheden billeddannelse af stjernerne," siger professor & # 160Peter Tuthill fra University of Sydney, en af ​​undersøgelsens medforfattere, "og det er virkelig dejligt at se dem give så imponerende resultater. "


Teleskopet vil være udstyret med "stjerneglas" - et coronagraph-instrument, der blokerer blændingen fra stjerner og afslører planeter i kredsløb omkring dem. Coronagraph vil give den første demonstration i rummet af teknologier, der er nødvendige for fremtidige missioner for at afbilde og karakterisere stenede planeter i de beboelige zoner i nærliggende stjerner.

Da Romers mikrolinseringsundersøgelse involverer sporing af mængden af ​​lys, der kommer fra fjerne stjerner over tid, forventer astronomer, at den også afslører så mange som 100.000 transiterende planeter. Disse verdener dæmper lyset fra deres værtsstjerner, når de krydser foran dem.


Låse op for mysterierne fra Earth & # x27s tvilling, Kepler-186f og andre exoplaneter

En stronomer har for nylig opdaget Kepler-186f, en planet af samme størrelse som Jorden, der kredser om sin stjerne inden for dens såkaldte "beboelige" zone. Vi beder dr. Giovanna Tinetti fra University College London om at forklare, hvorfor sådanne planeter forårsager så meget spænding.

Hvad er en exoplanet?

En planet, der kredser om en stjerne, der er forskellig fra vores egen sol.

Hvor mange er der?

Det bekræftede antal er omkring 2.000, og flere tusinder afventer bekræftelse, der var ingen exoplaneter kendt før 90'erne. Hvad der er revolutionerende er, at der er planeter, der er helt forskellige fra dem i vores eget solsystem.

Hvordan kan vi opdage exoplaneter?

Nogle [metoder] er indirekte, som transit eller radial hastighed og astrometri. Du [kan også se] på stjernens vingling på grund af planetens tilstedeværelse. [En anden] metode er mikrolinsering. Du kan også registrere dem direkte ved at se på stjernen og skjule bidraget fra [stjernens lys].

Hvorfor leder vi efter dem?

Jeg er fascineret af planeter, der ser ud til at være meget forskellige fra dem i vores solsystem. Denne viden lærer os meget om vores egen historie og hjælper os med at forstå lidt bedre, hvad vi mener med beboelighed. Da vi alle startede på dette felt, troede vi, at den eneste måde at overveje en beboelig planet på var at lede efter tvillinger fra jorden og solen. Nu overvejer vi en meget større kombination af typer af planeter og typer af stjerner, der kunne være beboelige systemer.

Hvad er den "beboelige zone"?

Det er området omkring stjernen, hvor planeten har en temperatur, der er kompatibel med tilstedeværelsen af ​​flydende vand. Om denne zone er det eneste område, der potentielt kan være vært for liv, ved vi ikke. I vores solsystem, langt ud over den beboelige zone, er der satellitter fra Jupiter og Saturn, der ser ud til at have et flydende hav under overfladen. Afstanden til stjernen og typen af ​​planet er de første grundlæggende kriterier [for en potentielt beboelig planet], så er der interessante spørgsmål, der skal besvares, før vi ved, om denne planet kan betragtes som beboelig. En atmosfære kan potentielt øge temperaturen på en planet eller sænke den afhængigt af sammensætningen.

Hvad har exoplaneter afsløret om vores eget solsystem?

Vi ved nu, at der er flere gaskæmpeplaneter som Jupiter, der kredser meget tæt på deres stjerne. Hvis vi ser på [vores] solsystem, ville vi forestille os, at Jupiter er dannet, hvor det er i dag, mere eller mindre fem gange afstanden fra Jorden til Solen, men hvad vi ikke ville vide, hvis det ikke var for exoplaneter er, at der var en fortid, hvor Jupiter forsøgte at migrere tættere på Solen, og denne migration blev sandsynligvis stoppet [af] Saturn.

Hvorfor er Kepler-186f speciel?

Med hensyn til en tvilling fra jorden og en tvilling af solen er denne Kepler-186f den mest ens. Stjernen er stadig lidt koldere end solen, men planeten er mere eller mindre den samme størrelse som Jorden.

Er der liv "derude" et eller andet sted?

Jeg ved ikke, om det komplekse liv er så almindeligt derude, men bestemt er det efter min personlige mening sandsynligvis meget almindeligt liv.


Hvorfor eksoplaneter betyder noget: I samtale med Sara Seager

En udsigt over himlen fra Rocky Mountain National Park. Visuelt: Jeremy Thomas, via Unsplash.

På det tidspunkt, hvor de første rapporter om eksoplaneter - planeter, der kredser om andre stjerner end vores sol - begyndte at dukke op, var Sara Seager, en astrofysiker og planetforsker ved MIT, travlt optjent med en doktorgrad i astronomi ved Harvard University. Hendes banebrydende forskning på ekstrasolare planeter og deres atmosfære har siden tjent hende et prestigefyldt Macarthur-stipendium, et valg til National Academy of Sciences og en plads i tidsskriftet Time & # 8217 s liste over de 25 'mest indflydelsesrige mennesker i rummet og astrofysik.' Hun tjener også som vicedirektør for videnskab på TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), en MIT-ledet NASA-mission, hvis mål er at finde planeter uden for vores solsystem, inklusive dem, der kan understøtte livet.

Som en del af en løbende serie af samtaler med førende forskere og humanister (mange er begge), fangede jeg Seager for at tale om, hvorfor det at opdage exoplaneter betyder noget for os alle, muligheden for at finde et intelligent liv på dem og hendes ihærdige søgen efter en ægte jord tvilling. Vores samtale er blevet kondenseret og redigeret for klarhedens skyld.

Adolfo Plasencia: Du fik en Bachelor of Science i matematik og fysik, før du fik en doktorgrad i astronomi. Kan du tale om dit forhold til disse felter?

Sara Seager: Matematik for mig er bare et værktøj. Jeg bruger det bare som et program til at hjælpe med at løse problemer, selvom jeg ved, at der er en æstetisk skønhed, er det en udfordring for mig at nå det niveau. På den anden side er fysik fascinerende for mig, meget fænomenal, fordi den beskriver verden omkring os. Og selv om det er noget skuffende, at du skal foretage mange tilnærmelser, ser jeg fysik som både et værktøj og en smuk måde at beskrive universet på.

A.P .: På det tidspunkt, hvor du tjente din doktorgrad, udviklede eksoplanetastronomi sig meget hurtigt: I 1995 fandt forskere den første kendte planet, der kredsede om en sollignende stjerne året efter, forskere opdagede yderligere seks eksoplaneter, hvoraf tre også var store og broiler . Endelig havde menneskeheden et hårdt bevis for, at universet er fyldt med andre solsystemer, noget der indtil da havde været en handling af tro på science fiction. Så eksoplaneter trådte ind i dit liv, selv før du besluttede at finde dem. Er det rigtigt?

S.S .: Du har meget ret: exoplaneterne fandt mig. Det er lidt, som om du vandrer i skoven, og du støder på et kæmpe bjerg. Klatrer du op på bjerget eller ej? Exoplaneter gav mig en mulighed, som jeg tog. Ja, de afbrød mit liv, men jeg var nødt til at tage et bevidst valg for at følge deres vej.

A.P .: Lad os tale om "hvad". Hvilke træk skal et himmellegeme have for at vi kan kalde det en exoplanet? Kan dette koncept forstås af alle?

S.S .: Den enkle måde at se på det er, at hver stjerne på himlen er en sol, og planeterne i vores solsystem kredser om vores sol, ligesom eksoplaneter kredser om andre stjerner eller andre soler. Eksoplaneter kommer i alle masser og alle størrelser, og der er bogstaveligt talt et kontinuum fra en lille klippe planet til en større klippe planet, til en lille planet med gas, til en større planet med gas. Vi kæmper lidt for at beslutte, hvordan vi definerer planeter, men jeg synes, det er bare bedre at se det større billede - at der er planeter i alle størrelser og masser, og at naturen danner mange slags planeter, og vi kalder bare en exoplanet en planet, der kredser om en anden stjerne end vores sol.

Naturen er altid klogere end vi er, og den kan faktisk have implementeret noget, der ligger inden for grænserne for vores kreativitet.

A.P .: Ifølge NASAs exoplanetarkiv er der indtil nu blevet opdaget 3.970 exoplaneter, stort set takket være det nu pensionerede Kepler-rumteleskop. (For en eller anden kontekst: I de 4.000 år fra fremkomsten af ​​den mesopotamiske astronomi og frem til 1990'erne fandt forskere i alt tre nye planeter - to hvis du ikke tæller Pluto.) I april placerede agenturet med succes i kredsløb om den transiterende eksoplanet Survey Satellite, som blev designet til at identificere andre verdener omkring de nærmeste stjerner, har indtil videre bekræftet eksistensen af ​​15. Der kan være snesevis af milliarder af disse i vores galakse alene. Disse ideer syntes utænkelige for ikke så længe siden. Hvordan kan du overbevise folk, der er ansvarlige for budgetter, om at virkelig fjerntliggende ting som exoplaneter er relevante for os alle?

S.S .: Det er ikke svært at overbevise nogen i verden på ethvert niveau, hvor spændende og overbevisende søgningen efter stenede exoplaneter er. Faktisk har folk næppe brug for at overbevise om at forstå, hvor spændende søgningen efter exoplaneter faktisk er. Når det kommer til en mission som TESS, er der en konkurrence, der udfolder sig over mange år, og man skal have en meget overbevisende videnskabelig sag og en lufttæt teknisk sag, så derfor blev TESS valgt af de højere embedsmænd i NASA. Generelt kommer astronomisamfundet dog sammen og beslutter, hvad dets prioriteter er. Det er som en bølge, der passerer gennem stof: Flere og flere astronomer vil arbejde på exoplaneter. Og det er en slags demokratisk proces på et eller andet niveau, der beslutter, hvilken videnskab, hvilken mission bliver valgt. Jeg tror dog, at videnskaben om exoplaneter er meget speciel, fordi den i modsætning til de fleste områder inden for astronomi eller videnskab generelt fanger verdens fascination - og det inkluderer offentligheden og embedsmænd på højere niveau, der styrer budgettet - som næsten intet andet emne vi nogensinde har set før.

A.P .: Der er mange antagelser om universet: Nogle hævder, at der kun er ét univers, mens andre siger, at der er flere universer forbundet med hinanden. Den sidste teori, jeg læste, beskriver universet som en slags skildring eller et kæmpe hologram. Hvad synes du?

S.S .: Exoplaneter plejede at være som science fiction, men nu er de videnskabelige faktum, og deres undersøgelse virker næsten praktisk i forhold til at tænke på flere universer. Så min mening er, at undersøgelsen af ​​flere univers og de ekstra dimensioner virkelig er mere matematik og filosofi snarere end egentlig astronomi. Jeg tror, ​​det vil tage nogen tid, hvis nogensinde, før vi har en måde at finde reelle beviser for ethvert univers ud over vores eget eller endda hvad vores univers virkelig er.

Sara Seager og Adolfo Plasencia, MIT, 2016. Foto af Rodney Cullen.

A.P .: Er denne type overvejelser virkelig umagen værd, da det hele virker så uvirkeligt og umuligt?

S.S .: Ja, det er absolut noget, der skal diskuteres. Jeg synes, at en stor analogi er inflation: Vi mener, at vores univers oprindeligt skulle ekspandere hurtigt med noget, der hedder inflation, hvilket for nogle kun var en idé, et koncept, der blev arbejdet matematisk gennem fysik, og for nylig er vi begyndt at tro, at der er egentlige beviser i ekkoet fra Big Bang. Derfor skal en idé i dag, der virker lidt skør, bearbejdes, for uanset hvad vi tænker på, er naturen altid smartere end vi er, og den kan faktisk have implementeret noget, der ligger inden for grænserne for vores kreativitet. Når det er sagt, kan der være en tid i fremtiden, hvor vi faktisk kan bevise det.

A.P .: Lad os tale om "hvordan". Kan en fjern planet, der ikke kan ses, findes?

S.S .: De fleste planeter ses indirekte. En planet er så lille, så mindre i masse og så svag i forhold til den store stjerne, at det er lige ved siden af, at det næsten er umuligt at se en planet direkte. Så som for de fleste planeter, der er blevet opdaget, ser vi dem kun indirekte ved deres virkninger på deres værtsstjerne. Vi har slags accepteret dette i en sådan grad, at vi næppe engang taler om det.

A.P .: Michail Bletsas, forsker og direktør for databehandling ved MIT Media Lab, har sagt, at han er overbevist om, at der i dette århundrede vil være ikke-biologisk intelligens, intelligens ikke baseret på Homo sapiens. Kunne livet på fjerne planeter allerede være et intelligent liv? Ville det sammenlignes med menneskelivet, som vi kender det? Ville det være et biologisk eller ikke-biologisk liv?

S.S .: Jeg er nødt til at starte med at sige, at vi i astronomi er mere fokuserede på, hvad vi kan se og finde, og eksternt, alt hvad vi kan se, er kemikalier, vi kan se atmosfærerne på andre planeter. Med fremtidige rumteleskoper kan vi se på planeternes atmosfære på størrelse med Jorden og se, hvilke kemikalier der er her på Jorden, planter og fotosyntetiske bakterier producerer ilt, og ilt er en meget reaktiv gas og bør ikke være i vores atmosfære overhovedet, så hvis vi kan se ilt på en planet langt væk, har vi en anelse om, at der kan være biologisk liv, der bruger kemi, der bruger kemiske reaktioner til at frigive og lagre energi. Fra astronomi kan vi kun søge efter liv, der fremstiller en slags biprodukt, der er kemisk, så jeg tror, ​​at vi i astronomi kun kan se efter biologisk liv. Min personlige mening om livet, der kan krydse galaksen, hvis vi nu taler om liv, der kan komme til Jorden, eller i fremtiden, hvis vi er i stand til at rejse til et fjernt stjernesystem, er at det sandsynligvis skal være ikke-biologisk fordi rummet er meget skadeligt for mennesker. Vi kan næppe overleve på jorden, hvis du tænker over det, og Jorden er et meget sikkert, veldesignet sted for os, eller rettere vi er tilpasset vores miljø. Så jeg tror for os oprindeligt som mennesker at finde liv andre steder, det er bundet til at være biologisk, da det er alt, hvad vi kan se, det er alt, hvad vi ved, hvordan man gør. Men hvis vi nogensinde tænker på at rejse gennem galaksen eller om fremmede liv, der kommer her, så tror jeg på et personligt plan, at det vil være ikke-biologisk.

En livsform, der kunne krydse galaksen eller rejse til et fjernt stjernesystem, skulle sandsynligvis være ikke-biologisk.

A.P .: Det tager mindre og mindre tid at opdage en ny exoplanet. Er nogle af dem mere spændende end andre for så vidt angår muligheden for at finde liv?

S.S .: Jeg vil gerne trække lidt tilbage og sige, at jeg og andre oprindeligt plejede at kende hver eneste eksoplanet ved navn og funktioner, når vi kun var ti af dem, vi kendte dem alle. Da årene gik, var der for mange til at huske. Hvis du har et eller to børn, husker du dem, men måske hvis du har så mange oldebørn, er det som om der bare er for mange af dem til at huske. Så det er rigtigt, at vi nu har mindre følelsesmæssig forbindelse. Hvad angår disse nye planeter, der findes og angiveligt er beboelige - vi ved faktisk ikke helt sikkert, om de er beboelige - vi kender kun deres størrelse og mængden af ​​energi, de modtager ved den øvre grænse for deres atmosfære. Vi ved ikke rigtig, hvordan de ligner, vi har ikke nok information om dem til at vide, om de er beboelige, det er sandsynligvis derfor, at jeg ikke ville blive følelsesladet. I det store og hele er det ikke så meget afstanden, det er ideen om, at vores univers og vores galakse er fulde af små stenede planeter. Vi ved det for en kendsgerning, de er så almindelige - hver stjerne skal have en håndfuld af dem - og det er følelsesladet at tænke, at hver gang du kigger på himlen, har disse stjerner sandsynligvis en stenet planet, uanset om den er beboelig eller ej. Nogle af dem vil det faktisk være, så det faktum, at vi finder nogle få af dem, gør det spændende at tænke på, hvor mange af dem der faktisk er derude.

A.P .: Til din 40-års fødselsdag afholdt du en utraditionel fest på MIT. Du inviterede et par dusin kolleger, herunder en prestigefyldt tidligere astronaut og direktøren for Space Telescope Science Institute. Og du fortalte dem, at du kun ville have en gave: at hjælpe dig med at "planlægge en vindende strategi for at finde en anden jord" og gøre det inden for din levetid. Fortæl mig mere om det.

S.S .: Jeg så begivenheden som et slags halvvejs i mit liv, selvom jeg forventer at leve som hundrede eller ældre. Jeg inviterede alle mine såkaldte berømte venner (relateret til rumvidenskab og astrofysik). Og jeg bad dem være modige, ikke som ved en almindelig konference. Jeg gav dem kort tid til at sige noget vigtigt, og jeg vil sige, at der ikke kom en eneste specifik ting ud af konferencen. Det var mere et spørgsmål om momentumopbygning, hvis alle disse mennesker stod deroppe og sagde, hvor vigtigt det er at finde en planet, hvordan de mente, at vi har brug for at arbejde hårdere, og at vi er nødt til at fokusere vores indsats. Jeg synes, det markerede et vigtigt mærke for verden, og jeg fik hver tale optaget. Du så ikke den del bagefter, hvor vi fejrede! Denne del blev ikke filmet, men de faktiske samtaler er filmet, så folk kan gå tilbage og se på dem. Så ja, jeg har haft en voksende fornemmelse af, at det er den største udfordring i mit liv, du er korrekt, at forsøge at finde en anden jord med tegn på liv på. Imidlertid ved jeg allerede, at alle disse mennesker er med mig. Det var ikke kun forskerne, der kom og talte på mødet, det handler også om folk som dig, der skriver om os, seerne, der lytter til os, alle i verden, der ønsker, at vi skal få succes. Så selvom det er en udfordring, tror vi, at det er en, vi kan møde, og som vi har hjælp fra hele verden.

Adolfo Plasencia er blogger, forfatter og spaltist på videnskab og teknologi, og forfatteren af ​​“Er universet et hologram? Forskere besvarer de mest provokerende spørgsmål.

Sara Seager er astrofysiker og planetforsker ved Massachusetts Institute of Technology.


Nobelpris i fysik tildelt kosmologi og eksoplanetforskere

Tre forskere har fået tildelt 2019 Nobelprisen i fysik for banebrydende opdagelser om udviklingen af ​​universet og Jordens plads i det.

James Peebles, fra Canada, har fået tildelt halvdelen af ​​prisen på 9 millioner svenske kroner (£ 740.000) for sine teoretiske opdagelser om universets udvikling. De schweiziske astronomer Michel Mayor og Didier Queloz deler den anden halvdel af prisen for deres opdagelse af den første planet ud over vores solsystem.

Peebles blev belønnet for at lægge grundlaget for moderne kosmologi, herunder hans erkendelse af, at svag mikrobølgestråling, der fyldte kosmos 400.000 år efter Big Bang, indeholder vigtige spor til, hvordan universet så ud på dette primitive stadium, og hvordan det har udviklet sig i løbet af de efterfølgende 13 mia. flere år.

Borgmester og Queloz er blevet anerkendt for deres fælles opdagelse i 1995 af den første exoplanet, 50 lysår væk i stjernebilledet Pegasus. Planeten, 51 Pegasi b, er en luftformet kugle, der er omkring 150 gange mere massiv end Jorden og har en brændende overfladetemperatur på omkring 1.000 ° C.

Queloz, der har stillinger ved University of Geneva og University of Cambridge, fortalte en pressemøde i London, at han havde forventet et opkald om et tilskud, han arbejdede på, da nyheden kom igennem.

”Jeg kunne slet ikke tænke, jeg havde en komplet blackout, fordi det følelsesmæssigt var ekstremt intens,” sagde han. Midt på eftermiddagen var det endnu ikke lykkedes ham at få sin tidligere tilsynsførende og medpristagermester i telefonen, som han sagde var "typisk Michel".

Parret opdagede exoplaneten ved hjælp af en sofistikeret teknik kendt som Doppler-spektroskopi, som måler den lille bølgning af en stjerne, der opstår, når stjerneplanetparet bevæger sig rundt om et fælles tyngdepunkt. Denne vinglende bevægelse skiftevis skifter og rødskifter lyset fra stjernen.

Da Queloz og borgmesteren oprettede søgningen, var det med lave forventninger om at finde noget, fordi planeter, der var massive nok til at skabe et målbart dopplerskift, forventedes at have så lange baner, at det ville tage mange år at skubbe. Overraskende nok fandt de dog en enorm planet, der sad ekstremt tæt på værtsstjernen med en bane på kun fire dage.

”Fordi det var så tæt på stjernen, troede ingen virkelig på det,” sagde Queloz og tilføjede, at det tog flere år at overbevise verden om, at fundet var ægte.

Siden da har astronomer fundet mere end 4.000 exoplaneter i et utroligt udvalg af størrelser, former og baner. At lære om disse mærkelige og varierede verdener ud over vores solsystem har transformeret forståelsen af, hvordan planeter dannedes og givet nyt fokus på spørgsmålet om, hvorvidt der kunne være fremmede liv derude et eller andet sted.

Queloz sagde, at det store antal planeter gjorde det svært at tro, at vores var den eneste, der var vært for livet.

”Vi kan finde ud af, at livet er ekstremt sjældent. Vi ved, at livet er specielt, men vi erkender måske ikke, hvor specielt eller sjældent det er, ”sagde han. ”Det er ikke umuligt, at der i de næste 20 til 30 år vil være nye slags udstyr, der vil være i stand til at besvare dette spørgsmål. Om de finder noget er åbent. ”

Peebles krediteres med at udvikle de teoretiske værktøjer, der tillod forskere at udføre en kosmisk opgørelse over, hvad universet er lavet af, hvilket viser, at almindeligt stof kun udgør 5% af dets kendte indhold, mens resten er mørkt stof og mørk energi.

”Vi må stadig indrømme, at det mørke stof og den mørke energi er mystiske,” sagde Peebles til Det Kongelige Svenske Videnskabsakademi tirsdag. "Der er stadig mange åbne spørgsmål ... hvad i alverden er dette mørke stof?"

Når han ser tilbage på sin karriere, der strækker sig over et halvt århundrede, sagde Peebles, der er professor i Albert Einstein-emeritus i videnskab ved Princeton University, at han aldrig havde sat sig med en stor plan.

”Jeg kunne tænke på en eller to ting at gøre i kosmologi. Jeg gjorde bare dem og fortsatte, ”sagde han. ”Præmierne og priserne, de er charmerende, meget værdsat, men det er ikke en del af dine planer. Du bør gå ind i videnskaben, fordi du er fascineret af den. ”

Prof Sir Martin Rees, Storbritanniens kongelige astronom, beskrev Peebles som verdens "mest indflydelsesrige og respekterede leder af empirisk kosmologi med en vedvarende rekord af præstationer, der spænder over et halvt århundrede."

Han sagde: ”Studiet af exoplaneter er måske det mest livlige felt inden for astronomi. Vi ved nu, at de fleste stjerner kredses af planeter. Der kan være en milliard planeter i vores galakse, der ligner Jorden (svarende i størrelse og i en afstand fra deres moderstjerne, hvor der kan eksistere flydende vand). Dette tager os et skridt mod det fascinerende spørgsmål om at opdage beviser for liv på den nærmeste af disse exoplaneter. ”

Mandag vandt to amerikanere, William Kaelin og Gregg Semenza og Storbritanniens Peter Ratcliffe Nobelprisen for fysiologi eller medicin for at opdage detaljer om, hvordan kroppens celler fornemmer og reagerer på lave iltniveauer, hvilket giver fodfæste for at udvikle nye behandlinger for anæmi, kræft og andre sygdomme.

The winner of the Nobel prize for chemistry will be announced on Wednesday, two literature prizes will be awarded on Thursday, and the peace prize on Friday. This year, two literature prizes will be handed out because last year’s was suspended after a scandal rocked the Swedish Academy.


An Earth-size planet in the habitable zone? New NASA discovery is one special world.

HONOLULU — When scientists search for alien planets, they get a special thrill when they find one that seems to reflect our own world back to us.

TOI 700 d is the newest member of that elite club. The planet was discovered courtesy of NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite, or TESS, as one of three worlds in a distant solar system. Unlike its neighbors — and the vast majority of planets scientists have identified so far — it seems to be about the same size as Earth and to orbit its star at a distance that would allow water to remain liquid on its surface. The discovery was announced here on Jan. 6 at the 235th meeting of the American Astronomical Society.

As an Earth-size planet in its star's habitable zone, TOI 700 d is a big deal for scientists. "We really want to understand the question, could life form on these planets around very small stars? And this is kind of a nice big step towards that goal," Joseph Rodriguez, an astronomer at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Massachusetts, told Space.com. "We're nowhere near it yet and we're talking, probably, decades, if not much, much longer to answer this question. but we're making steps towards arguably one of the biggest questions in science — and not just science but philosophy, religion and a lot of other things."

But for all their excitement, the scientists involved in the discovery don't know a whole lot about TOI 700 d. First, they know about its star, a red dwarf that appears to be a more pleasant sun than some. Active stars can fling bursts of radiation and of highly charged material at planets orbiting them, potentially sterilizing these worlds.

"The star is absolutely quiet," Emily Gilbert, a graduate student in astronomy at the University of Chicago, told Space.com. "We had 11 [months] of TESS data and I didn't see a single flare. The star is a little bit older so it's kind of calmed down a bit over its lifetime, we expect."

The scientists have spotted three planets so far around this quiet star: TOI 700 b, c and d. The first two orbit too close to the star to be promising worlds for life, but the third orbits in the magic ring scientists call the habitable zone, where temperatures allow water to remain liquid on a planet's surface. "It's actually farther into the habitable zone than Earth Earth itself is barely habitable," Gilbert said.

They are also confident, although not positive, that this planet is tidally locked — the same side always faces its star in a constant day, while the other side is in constant night.

But from there, the uncertainties start to pile up. In particular, the scientists working on TOI 700 d want one crucial measurement: its mass. That number would clarify how likely the planet is to be a rocky world like ours, rather than a gassy body that looks like a small sibling of Neptune.

All About Space magazine takes you on an awe-inspiring journey through our solar system and beyond, from the amazing technology and spacecraft that enables humanity to venture into orbit, to the complexities of space science.

They've announced their findings anyway because that measurement is going to be very hard to get. "There are facilities that can do it," Rodriguez said. "But there's only a few, it's going to take years probably and multiple campaigns and hundreds of observations."

The scientists also don't know right now whether the planet has an atmosphere, a vital clue when looking for potential life. "If you have just a rock, no one can live there," Gilbert said. Unfortunately, answering that question will be even more difficult than measuring the world's mass.

So for now, scientists are assuming TOI 700 d is rocky, and using models to try to bridge the gap between what they know about the planet and what they know about what life requires. "Modeling helps us say, how robust is this planet? How well can it maintain habitable surface temperatures under all these conditions?" Gabrielle Engelmann-Suissa, a Universities Space Research Association visiting research assistant at NASA's Goddard Space Flight Center in Maryland, told Space.com.

All told, Engelmann-Suissa and her colleagues ran 20 different models, each starting with a different combination of surface characteristics: Is the world covered in land, or is it covered in water? And atmospheres? Like Earth's today, like ancient Earth's, or like that of Mars, for example.

Engelmann-Suissa and her colleagues have no idea which of those models is a better match for the reality of TOI 700 d — if any of them are. "It sounds like a free-for-all and it kind of is when you model all these types of planets," she said. But the point isn't to stumble upon a scenario that matches the distant truth. Instead, it's to get a sense of the range of possibilities and to understand whether scientific instruments could distinguish between them.

On the first front, the TOI 700 d models look somewhat promising. "None of them went into a runaway greenhouse effect," Engelmann-Suissa said. "In no simulation that we studied did the ocean evaporate, which is cool, that's a good sign." She added that the global average temperatures ranged fairly dramatically, but not beyond the bounds of what scientists can imagine particularly hardy life withstanding.

The hottest simulation, for example, turned up an average surface temperature of about 196 degrees Fahrenheit (91 degrees Celsius). "That's way too hot for us to be comfortable," Engelmann-Suissa said. "It's really hot, but it would kind of be presumptuous to say there's no life"

Modeling's second goal, to better understand how instruments could see the world, offers a grimmer evaluation of TOI 700 d. Nothing scientists have right now will be able to begin to differentiate between all these possible flavors of planet. NASA's next major telescope, the James Webb Rumteleskop, won't be able to either, and most future concept designs rely on similar apparatuses.

"That's a big problem in our field, there's kind of dim prospects for looking at these planets," Engelmann-Suissa said. "We need to really experiment with detectors and figure out, OK, how can we get this signal precision? Luckily, it's not my problem."

But what the scientists do know for sure is that starting this summer, TESS will again be pointed toward TOI 700 — and that could reveal whole new mysteries to try to solve. "Maybe we'll find out that we don't know the architecture of the system: Hey, there's a few more planets," Rodriguez said. "Maybe it's something where it starts to resemble our own solar system, which seems to be uncommon.

"But we just don't know, and I think that's really interesting," Rodriguez said. "We're going to have a lot more data and we're just starting to peel the orange and figure out what's going on with the system."


Giant exoplanet hunters: Look for debris disks

There's no map showing all the billions of exoplanets hiding in our galaxy -- they're so distant and faint compared to their stars, it's hard to find them. Now, astronomers hunting for new worlds have established a possible signpost for giant exoplanets.

A new study finds that giant exoplanets that orbit far from their stars are more likely to be found around young stars that have a disk of dust and debris than those without disks. The study, published in Den astronomiske tidsskrift, focused on planets more than five times the mass of Jupiter. This study is the largest to date of stars with dusty debris disks, and has found the best evidence yet that giant planets are responsible for keeping that material in check.

"Our research is important for how future missions will plan which stars to observe," said Tiffany Meshkat, lead author and assistant research scientist at IPAC/Caltech in Pasadena, California. Meshkat worked on this study as a postdoctoral researcher at NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena. "Many planets that have been found through direct imaging have been in systems that had debris disks, and now we know the dust could be indicators of undiscovered worlds."

Astronomers found the likelihood of finding long-period giant planets is nine times greater for stars with debris disks than stars without disks. Caltech graduate student Marta Bryan performed the statistical analysis that determined this result.

Researchers combined data from 130 single-star systems with debris disks detected by NASA's Spitzer Space Telescope, and compared them with 277 stars that do not appear to host disks. The two star groups were between a few million and 1 billion years old. Of the 130 stars, 100 were previously scanned for exoplanets. As part of this study, researchers followed up on the other 30 using the W. M. Keck Observatory in Hawaii and the European Southern Observatory's Very Large Telescope in Chile. They did not detect any new planets in those 30 systems, but the additional data helped characterize the abundance of planets in systems with disks.

The research does not directly resolve why the giant exoplanets would cause debris disks to form. Study authors suggest the massive gravity of giant planets causes small bodies called planetesimals to collide violently, rather than form proper planets, and remain in orbit as part of a disk.

"It's possible we don't find small planets in these systems because, early on, these massive bodies destroyed the building blocks of rocky planets, sending them smashing into each other at high speeds instead of gently combining," said co-author Dimitri Mawet, a Caltech associate professor of astronomy and a JPL senior research scientist.

On the other hand, giant exoplanets are easier to detect than rocky planets, and it is possible that there are some in these systems that have not yet been found.

Our own solar system is home to gas giants responsible for making "debris belts" -- the asteroid belt between Mars and Jupiter, shaped by Jupiter, and the Kuiper Belt, shaped by Neptune. Many of the systems Meshkat and Mawet studied also have two belts, but they are also much younger than ours -- up to 1 billion years old, compared to our system's present age of 4.5 billion years. The youth of these systems partly explains why they contain much more dust -- resulting from the collisions of small bodies -- than ours does.

One system discussed in the study is Beta Pictoris, which has been directly imaged from ground-based telescopes. This system has a debris disk, comets and one confirmed exoplanet. In fact, scientists predicted this planet's existence well before it was confirmed, based on the presence and structure of the prominent disk.

In a different scenario, the presence of two dust belts in a single debris disk suggests there are likely more planets in the system whose gravity maintains these belts, as is the case in the HR8799 system of four giant planets. The gravitational forces of giant planets nudge passing comets inward toward the star, which could mimic the period of our solar system's history about 4 billion years ago known as the Late Heavy Bombardment. Scientists think that during that period, the migration of Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune deflected dust and small bodies into the Kuiper and asteroid belts we see today. When the Sun was young, there would have been a lot more dust in our solar system as well.

"By showing astronomers where future missions such as NASA's James Webb Space Telescope have their best chance to find giant exoplanets, this research paves the way to future discoveries," said Karl Stapelfeldt of JPL, chief scientist of NASA's Exoplanet Exploration Program Office and study co-author.


The future of humanity: can we avert disaster?

Climate change and artificial intelligence pose substantial — and possibly existential — problems for humanity to solve. Can we?

  • Just by living our day-to-day lives, we are walking into a disaster.
  • Can humanity wake up to avert disaster?
  • Perhaps COVID was the wake-up call we all needed.

Does humanity have a chance for a better future, or are we just unable to stop ourselves from driving off a cliff? This was the question that came to me as I participated in a conference entitled The Future of Humanity hosted by Marcelo's Institute for Cross-Disciplinary Engagement. The conference hosted an array of remarkable speakers, some of whom were hopeful about our chances and some less so. But when it came to the dangers facing our project of civilization, two themes appeared in almost everyone's talks.

And here's the key aspect that unifies those dangers: we are doing it to ourselves.


Gliese 832c: Potentially Habitable Super-Earth Discovered 16 Light-Years Away

A team of astronomers led by Dr Robert Wittenmyer of the University of New South Wales has discovered a super-Earth orbiting near the inner edge of the habitable zone of Gliese 832 (GJ 832), a red-dwarf star previously known to host a cold Jupiter-like exoplanet.

Artistic representation of the potentially habitable exoplanet Gliese 832 c as compared with Earth. Image credit: PHL / UPR Arecibo.

Gliese 832, also known as HD 204961 or LHS 3685, is a M1.5 dwarf located in the constellation Grus, about 16 light-years from Earth. It has about half the mass and radius of the Sun.

This star is already known to harbor Gliese 832b, a cold Jupiter-like planet discovered in 2009.

“With an outer giant planet and an interior potentially rocky planet, this planetary system can be thought of as a miniature version of our Solar System,” said Prof Chris Tinney, an astronomer with the University of New South Wales and a co-author of the discovery paper accepted for publication in the Astrofysisk tidsskrift (arXiv.org pre-print).

The Habitable Exoplanets Catalog now has 23 objects of interest including Gliese 832c. Image credit: PHL / UPR Arecibo.

The newly discovered exoplanet, labeled Gliese 832c, has an orbital period of 35.68 days, a mass 5.4 times that of Earth’s and receives about the same average energy as Earth does from the Sun.

Gliese 832c might have Earth-like temperatures, albeit with large seasonal shifts, given a similar terrestrial atmosphere.

“If the planet has a similar atmosphere to Earth it may be possible for life to survive, although seasonal shifts would be extreme,” Prof Tinney said.

A denser atmosphere, something expected for Super-Earths, could easily make this planet too hot for life and a Super-Venus instead.

Artistic representation of the potentially habitable Super-Earth Gliese 832c with an actual photo of its parent star, center, taken on June 25, 2014 from Aguadilla, Puerto Rico. Image credit: Efrain Morales Rivera / Astronomical Society of the Caribbean / PHL / UPR Arecibo.

The Earth Similarity Index of Gliese 832c (0.81) is comparable to exoplanets Gliese 667Cc (0.84) and Kepler-62e (0.83). This makes it one of the top three most Earth-like planets according to the ESI and the closest one to Earth of all three, a prime object for follow-up observations.

Gliese 832c was discovered from its gravitational pull on its star, which causes the star to wobble slightly.

Dr Wittenmyer, Prof Tinney and their colleagues used the Anglo-Australian Telescope, the 6.5-m Magellan Telescope and the European Southern Observatory 3.6-m telescope to make this new discovery.

Orbital analysis of Gliese 832c. Image credit: PHL / UPR Arecibo.

Gliese 832b and c are a scaled-down version of our own Solar System, with an inner potentially Earth-like planet and an outer Jupiter-like giant planet. Gliese 832b may well played a similar dynamical role in the system to that played by Jupiter in our Solar System.

“It will be interesting to know if any additional objects in the Gliese 832 system follow this familiar Solar System configuration, but this architecture remains rare among the known exoplanet systems,” the scientists said.