Umat manusia cukup awal menyadari bahwa ada bintang di langit, dan jumlahnya sangat banyak. Kemudian pemikiran ini dilengkapi dengan argumen bahwa bintang-bintang itu mirip dengan Matahari kita, atau pada suatu waktu pernah serupa. Kemudian menjadi jelas bahwa Bumi dan planet lain berputar mengelilingi Matahari, dan muncul pertanyaan yang masuk akal: "Mengapa planet tidak bisa berputar mengelilingi bintang lain?" Teori tersebut tidak melihat adanya masalah dalam kemungkinan adanya planet di luar tata surya, tetapi sains selalu membutuhkan fakta. Dan seiring waktu, fakta ditemukan.
Planet ekstrasurya
Apa itu exoplanet? Semuanya keterlaluan - ini adalah planet di luar tata surya yang berputar mengelilingi bintang. Istilah ini dibentuk dari singkatan planet ekstra surya, yaitu planet ekstrasurya. Tapi jangan bingung: tidak semua yang ada di luar tata surya adalah planet ekstrasurya, ada juga benda langit - yatim piatu, yang disebut planemos, yang melakukan perjalanan di luar angkasa di luar orbit bintang induk.
Apa itu exoplanet? Mereka sangat berbeda. Teleskop luar angkasa Kepler hanya mengamati dua konstelasi - Cygnus dan Lyru - selama 8 tahun, tetapi menemukan sekitar seribu calon exoplanet. Dan kami memiliki 88 rasi bintang, dan keduanya masih memiliki sesuatu untuk dijelajahi.
Jadi, ada banyak exoplanet, dan keduanya berbeda. Metode pendeteksian, yang akan kita bicarakan nanti, tidak memungkinkan kita untuk secara akurat menentukan komposisi, atmosfer, dan sifat planet yang ditemukan. Apa yang bisa kita katakan, kita bahkan tidak bisa melihat exoplanet secara langsung. Tetapi bahkan melalui tanda dan data tidak langsung, klasifikasi dapat dibuat.
Dua kelas utama exoplanet adalah planet batuan kecil dan planet raksasa. Jika kita menerapkan klasifikasi ini ke tata surya kita, maka Venus, Merkurius, Bumi, dan Mars akan pergi ke yang pertama, dan Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus akan pergi ke yang kedua.
Setiap kelas dapat dibagi menjadi beberapa subclass. Mari kita analisis yang paling dasar.
Video promosi:
Planet chthonic
Planet chthonic adalah raksasa gas yang dengan cepat jatuh di atas bintang induknya. Di tengah raksasa gas ada nukleolus padat kecil yang menampung materi gas yang sangat besar di sekitarnya. Secara bertahap mendekati bintang induknya, raksasa gas itu mulai menguapkan cangkangnya hingga tersisa satu inti.
Penggambaran artistik transit planet chthonic HD 209458b di depan bintangnya. Badan Antariksa Eropa, Alfred Vidal-Madjar (Institut d'Astrophysique de Paris, CNRS, Prancis) dan NASA / wikimedia.org (CC BY 4.0)
Bumi super
Kriteria utama dan satu-satunya yang membuat planet dapat digolongkan sebagai super-bumi adalah massanya. Planet semacam itu biasanya beberapa kali lebih berat dari Bumi, tetapi pada saat yang sama mereka jauh lebih kecil dari raksasa gas. Berbeda dengan planet chthonic, cukup banyak benda angkasa yang ditemukan, dan pada tahun 2007 astronom menemukan super-earth Gliese 581-c di zona layak huni.
Gliese 581c Tyrogthekreeper / wikimedia.org (CC BY-SA 3. 0)
Jupiter panas
Nama planet terkenal ditulis dengan huruf kecil bukan karena kesalahan, Jupiter panas bukanlah planet tertentu, tetapi seluruh kelas planet. Tidak seperti raksasa gas kita, Jupiter panas terletak hampir dekat dengan bintang induknya, yang memanaskan atmosfernya hingga 1500 K. Karena sejumlah fitur, khususnya ukurannya yang besar, banyak Jupiter panas telah ditemukan.
Jupiter dingin
Ke kelas inilah Jupiter dan Saturnus asli berada - Jupiter dingin terletak pada jarak sedemikian rupa dari bintang sehingga ia menerima sebagian besar panasnya dari proses internal, dan bukan dari radiasi.
Raksasa es
Kami juga memiliki planet seperti itu di sistem kami: Uranus dan Neptunus adalah perwakilan khas raksasa es - planet dengan ukuran dan jarak yang besar dari bintang asalnya. Karena fakta bahwa sinar memanaskan planet-planet semacam itu dengan lemah, hampir seluruh permukaannya terikat oleh es, dan tidak hanya air, tetapi juga metana dan hidrogen sulfida.
Citra Voyager 2 dari Neptunus pada Agustus 1989. NASA / wikimedia.org (CC0 1.0)
Daftar spesies exoplanet dapat dilanjutkan untuk waktu yang sangat lama. Ada planet samudra, planet karbon, neptunus panas dan dingin, dan masih banyak lagi. Tapi kita akan membicarakan bagaimana mereka ditemukan.
Metode untuk mendeteksi exoplanet
Mari kita lakukan percobaan sederhana. Entah bagaimana, pada malam musim panas yang hangat, lebih disukai di selatan, dekat Khatulistiwa, arahkan pandangan Anda ke langit malam. Apa yang akan kamu lihat? Benar, berjuta bintang. Bintang yang berbeda - terang dan tidak terlalu terang, soliter dan dalam konstelasi. Tapi hampir semua orang, kecuali Merkurius, Jupiter, Bulan dan mungkin Mars, akan menjadi bintang.
Hal yang sama terjadi pada teleskop raksasa di observatorium. Bintang-bintang, karena ukuran dan radiasinya, hampir sepenuhnya menyumbat seluruh ruang angkasa yang dapat diamati, dan planet-planet yang berpendar dengan cahaya pantulan yang sangat lemah tidak terlihat dengan latar belakangnya. Jadi jika ada peradaban di suatu tempat pada tingkat perkembangan kita, kemungkinan besar ia menebak tentang keberadaan Jupiter dan Saturnus di dekat Matahari, tetapi tidak lebih.
Tapi exoplanet ditemukan, dan sangat andal. Kami memiliki beberapa cara untuk melakukan ini.
Yang paling produktif adalah transit, atau metode fotometri transit. Faktanya adalah bahwa setiap bintang memiliki indikator seperti luminositas. Secara kasar, luminositas adalah semua cahaya yang dipancarkan oleh bintang per satuan waktu. Tetapi jika suatu benda angkasa lewat di antara teleskop pengamat dan bintang, maka pada saat perjalanan luminositas turun. Dan jika proses ini diulangi secara berkala, artinya planet tersebut berputar mengelilingi bintang. Ada pro dan kontra untuk metode ini. Kelebihan utama adalah kemampuan untuk menentukan ukuran planet ekstrasurya. Minus - untuk menentukan secara akurat keberadaan sebuah planet dengan periode orbit yang panjang, misalnya, seperti Jupiter (12 tahun), Anda harus mengamati bintang dalam waktu yang sangat lama.
Metode Doppler. Dinamai menurut ahli matematika Austria Christian Doppler, metode ini mengukur perpindahan spektral bintang di bawah pengaruh planet. Hukum gravitasi bekerja di kedua arah, termasuk bagi kita, oleh karena itu tidak hanya Bumi yang menarik kita, tetapi kita juga Bumi. Begitu juga pada sepasang planet - bintang. Rotasi planet ekstrasurya masif menggeser kecepatan radial radial bintang induk, dan instrumen menunjukkan bagaimana planet bergoyang di wilayah spektrum merah, lalu di ungu. Metode Doppler memungkinkan, bersama dengan metode transit, untuk menentukan kepadatan planet, tetapi sekali lagi - hanya jika cukup besar.
Pelensaan mikro gravitasi. Metode ini terkait dengan keberadaan bintang lain di antara teleskop astronom dan bintang yang diamati, yang bertindak sebagai lensa gravitasi. Tetapi jika bintang lensa memiliki planetnya sendiri, maka cahaya bintang yang diamati akan terdistorsi secara khas.
Dan akhirnya, exoplanet tersebut dapat dengan mudah dilihat. Planet-planet itu sendiri merupakan sumber cahaya yang sangat lemah, sehingga sangat sulit untuk mendeteksi benda langit terestrial dengan menggunakan metode ini. Objek yang paling mungkin dideteksi adalah raksasa yang lebih besar dari Jupiter, yang cukup jauh dari bintang untuk memancarkan sinar infra merah sendiri.
Hingga 2014, metode Doppler, atau metode kecepatan radial, dan metode transit berbagi kepemimpinan dalam jumlah exoplanet yang ditemukan. Pada tahun 2014, berkat unggulan pencarian exoplanet - teleskop Kepler, metode transit berjalan jauh di depan.
Fakta menarik: informasi yang diperoleh Kepler begitu luas sehingga tersedia secara gratis untuk dipelajari oleh semua orang. Dengan demikian, proyek Pemburu Planet telah membantu menemukan tiga planet ekstrasurya.
Kemungkinan hidup dan prospek kolonisasi
Secara alami, orang biasa kurang tertarik pada neptunes panas dan metode untuk mendeteksi exoplanet. Kepentingan utama publik adalah kemungkinan kehidupan dan kolonisasi benda langit yang jauh.
Forplayday / bigstock.com
Secara total, 3.614 exoplanet ditemukan pada Juni 2017. Dari jumlah tersebut, mereka menyerupai Bumi - 216. Ada banyak pilihan. Tetapi kolonisasi yang seharusnya dan kemungkinan keberadaan kehidupan dibatasi oleh sejumlah parameter.
Zona layak huni
Karena terbiasa mengukur segala sesuatunya sendiri, para astronom duniawi telah mendapatkan konsep zona layak huni. Inti dari konsep ini adalah bahwa setiap bintang harus memiliki zona tertentu di mana planet dapat dihuni.
Kondisi utama zona layak huni adalah adanya air cair. Oleh karena itu, planet harus cukup dekat dengan bintang agar air tidak membeku, dan cukup jauh agar tidak menguap. Untuk menghitung pusat zona layak huni, persamaan diturunkan yang terlihat seperti dAU = √Lstar / Lsun, di mana d adalah jari-jari rata-rata zona layak huni, Lstar adalah luminositas bintang, dan Lsun adalah luminositas Matahari.
Ada 52 planet dalam daftar exoplanet layak huni, menurut University of Puerto Rico. Salah satunya adalah mini-earth TRAPPIST - 1d, 21 planet sebanding dengan Bumi, dan 30 super-earth.
Kriteria utamanya adalah komposisi planet, suhu permukaan, ukuran dan atmosfer. Planet-planet dievaluasi menurut derajat kemiripannya dengan Bumi, dan bahkan kriteria numerik khusus telah diturunkan, yang terdiri dari semua hal di atas. Jika sebuah planet bertambah 0,8 hingga 1 dalam indeks kemiripan Bumi, maka planet itu dapat dengan aman dimasukkan ke dalam daftar koloni potensial. Jadi, pilihlah, tuan-tuan koloni!
Kepler-438b
Dia adalah pemegang rekor kemiripan dengan Bumi hingga 2016. ESI (Indeks Kesamaan Bumi) -nya adalah 0,88. Planet itu sendiri terletak 470 tahun cahaya dari Bumi di konstelasi Lyra, dan bintang induk Kepler-438b hanya berukuran setengah dari Matahari. Planet itu sendiri terletak di zona layak huni bintang, ukurannya melebihi Bumi sebesar 12%.
Proxima Centauri b
Bintang rumah planet ini adalah Proxima Centauri, yang paling dekat dengan Matahari. Planet itu sendiri, seperti termasyhur, terletak 4,22 tahun cahaya dari kita. Menurut indeks kesamaan, Proxima Centauri naik 0,85 dan dengan percaya diri tetap di atas.
TRAPPIST-1 d
Saat ini, planet TRAPPIST, yang ditemukan oleh teleskop, adalah yang paling mirip dengan Bumi rumah kita. Ia juga merupakan bintang ketiga dari bintang induknya, ukurannya sedikit lebih rendah dari Bumi dan komposisinya sangat mirip. Suhu permukaan diperkirakan +15 derajat Celcius.
Sayangnya, ketersediaan planet yang cocok untuk kolonisasi jauh dari penghalang terpenting dalam perjalanan kolonisasi manusia di Alam Semesta. Bahkan untuk Proxima Centauri b, dengan teknologi saat ini, calon penjajah memiliki waktu terbang yang sangat-sangat lama. Dan sampai kita belajar untuk secara efektif menempuh jarak setidaknya 10 tahun cahaya, masih terlalu dini untuk membicarakan tentang penaklukan exoplanet.
Masih banyak variasi exoplanet. Tetapi penemuan terbesar terbentang di depan - proyek internasional yang ambisius sedang dipersiapkan di Bumi untuk membuat teleskop raksasa dan observatorium luar angkasa yang akan dapat melihat apa yang tidak dapat kita temukan sekarang. Namun saya belum menyebutkan bahwa planet ekstrasurya memiliki satelit.
