6 Minutės
Pasiekimas: 6 000 patvirtintų pasaulių už Saulės sistemos ribų
NASA pasiekė reikšmingą ribą: patvirtinta 6 000 egzoplanetų, kurios sukasi aplink žvaigždes už mūsų Saulės sistemos. Atradimų istorija tęsiasi iki XX a. 1990-ųjų pradžios, kai pirmosios planetos už mūsų sistemos buvo aptiktos aplink pulsarą, o 1995 m. užfiksuotas pirmasis planetos radinys, besisukantis aplink Saulę primenančią žvaigždę. Didžiosios apžvalginės misijos, tokios kaip Kepler ir TESS, pagreitino atradimų tempą ir padidino skaičių nuo šimtų iki tūkstančių. Iki 2022 m. kovo bendruomenė katalogavo 5 000 egzoplanetų; naujasis skaičius parodo spartų technologinį progresą ir observatorijų bei archyvų gebėjimą patvirtinti planetų kandidatus.
Nors 6 000 yra verta švęsti riba, tai vis dar nedidelis mėginys, palyginti su vertinimais, kad Galaktikoje gali būti šimtai milijardų planetų. Vis dėlto dabartiniame žmogaus kosminių tyrinėjimų etape šis katalogas suteikia tvirtą pagrindą palyginamajai planetologijai ir gyvybės paieškoms.
Fonas: kaip vystėsi egzoplanetų mokslas
Egzoplanetų mokslas išsivystė nuo atsitiktinių atradimų iki sistemingų apžvalgų. Kepler teleskopas naudojo itin tikslią fotometriją, kad užfiksuotų menkus žvaigždės šviesos sumenkinimus, atsirandančius planetoms tranzituojant jų žvaigždę, taip sukurdami didelį ir vienodą planetų kandidatų rinkinį. TESS išplėtė šias pastangas, apžvelgdamas beveik visą dangų trumpalaikių tranzitų dėl ryškių, netoli esančių žvaigždžių. Žemės paviršiaus radialinio greičio programos prisidėjo matuodamos žvaigždžių klibėjimą, kurį sukelia planetų traukos jėga, suteikdamos masės įverčius, papildančius tranzitų duomenis apie planetų spindulius.
Ši istorija atsispindi detekcijos statistikoje: tranzitų apžvalgos sudaro daugumą patvirtintų planetų (apie 4 500), radialinio greičio aptikimų yra maždaug 1 140, o tiesioginiu vaizdavimu patvirtintų egzoplanetų yra mažiau nei 100. Kiekvienas nustatymo metodas teikia skirtingą informaciją ir turi atrankos šališkumų, formuojančių mūsų statistinį vaizdą apie planetų populiacijas.
Aptikimo metodai ir kodėl patvirtinimas yra sudėtingas
Tranzitų fotometrija
Tranzitų fotometrija aptinka planetas, kai jos pereina prieš žvaigždę ir sukelia matomą ryškumo sumažėjimą. Tai buvo produktyviausias metodas, nes jis yra mastelis ir puikiai tinka kosminiams teleskopams.
Radialinis greitis ir kiti netiesioginiai metodai
Radialinio greičio metodas nustato planetas iš periodinių žvaigždės spektro linijų poslinkių, atsirandančių dėl orbitalinio judesio. Astrometrija stebi smulkius žvaigždės padėties pokyčius danguje, o gravitacinis mikrolęšingas atskleidžia planetas, kai priekinių planų žvaigždė elgiasi kaip lęšis foniniam šaltiniui. Visi šie požymiai yra netiesioginiai ir reikalauja griežto tolimesnio stebėjimo, kad būtų atmestos klaidingos teigiamos išvados dėl žvaigždžių aktyvumo, instrumentų triukšmo ar dvejetainių žvaigždžių.
Tik tiesioginis vaizdavimas leidžia gauti planetos atmosferos spektrus nepriklausant nuo orbitinių alinimų, bet tai techniškai sudėtinga, nes žvaigždės šviesa yra žymiai ryškesnė už planetos atspindėtą ar spinduliuojamą šviesą.
Tai yra HR 8799 sistema su keturiomis egzoplanetomis. Šios planetos ir jų orbitos buvo patvirtintos tiesioginiu vaizdavimu, todėl jos yra tarp nedaugelio tiesiogiai užfiksuotų egzoplanetų. (NASA/ESA/CSA/STScI/Laurent Pueyo (STScI)/William Balmer (JHU)/Marshall Perrin (STScI) - HR 8799 (NIRCam Image))
Planetų įvairovė: keisti, pažįstami ir netikėti pasauliai
Kataloguotos egzoplanetos demonstruoja nepaprastą dydžių, temperatūrų ir sudėties įvairovę. Karšti Jupiteriai yra dujiniai milžinai, sukasi per kelias paras. Labai trumpų periodų planetos užbaigia orbitas per valandas. Geidulingai užrakinti pasauliai turi nuolatines dienos ir nakties puses; kai kurie gali turėti ištirpusią paviršių žvaigždės pusėje. Kiti patiria ekstremalią cheminių ir fizinių procesų įvairovę — modeliai siūlė scenarijus, kur geležis gali kondensuotis ir kristi kaip lietus, arba planetas su tokia mažais tankiais, kad jos primena putą. Keletas atrastų pasaulių yra padengti vandenynu arba uždengti tankiomis, nuodingomis atmosferomis.
Tai menininko vizualizacija, vaizduojanti WASP-76b. Pirminiai stebėjimai pasiūlė, kad ten galėtų lyti geležis. Vėlesni stebėjimai kėlė abejonių dėl šio aiškinimo. Vis dėlto mintis, kad egzoplanetoje kažkur galėtų lyti geležis, yra traukli. (ESA/ATG, CC BY-SA 3.0)
Kiekviena planetų klasė apriboja formavimosi ir migracijos teorijas ir tikslina, kur ir kaip turėtume ieškoti Žemės analogų.
Misijos, archyvai ir tolimesnis kelias
Patvirtinti kandidatus reikalauja daug papildomo stebėjimo laiko komplementariuose teleskopuose, o ši paklausa auga. 2025 m. liepos duomenimis TESS turėjo katalogą su 7 655 planetų kandidatais, iš kurių truputį daugiau nei 600 buvo patvirtinta. Bendruomenės įrankiai ir archyvai, tokie kaip NASA Exoplanet Archive ir NExScI, padeda koordinuoti analizę ir prioritetizuoti tolimesnį stebėjimą.
Ateities ir būsimos įrangos pakeis detekciją ir charakterizavimą. James Webb kosminis teleskopas (JWST) jau tiria egzoplanetų atmosferas infraraudonųjų spindulių spektroskopija, ieškodamas molekulių, kurios galėtų rodyti biologinius procesus. Nancy Grace Roman Space Telescope atliks mikrolęšingo apžvalgą, gebančią aptikti tūkstančius šiltesnių ir tolesnių planetų. ESA PLATO (paleidimas 2026 m.) siekia rasti uolėtas planetas aplink Saulę primenančias žvaigždes, o misijų koncepcijos, tokios kaip siūlomas Habitable Worlds Observatory, orientuojasi į Žemės dydžio planetų tiesioginį vaizdavimą gyvenamose zonose naudojant koronografus ar žvaigždės šešėlius (starshades).
Menininko vizualizacija NASA Nancy Grace Roman Space Telescope. Jis pasirengęs atrasti tūkstančius egzoplanetų per savo mikrolęšingo apžvalgą. (NASA)
Kitos programos — CHEOPS, ARIEL, žemės paviršiaus observatorijos ir Kinijos Earth 2.0 (ET) misija, planuojama 2028 m. — praplės katalogą tiek kiekybiškai, tiek kokybiškai, taikydamos konkrečias parametrų sritis, tokias kaip Žemės dydžio tranzitai ir atmosferos sudėtis.
Ekspertų įžvalgos
Dr. Maya R. Chen, stebimųjų egzoplanetų astronomė, komentuoja: 'Pasiekti 6 000 patvirtintų planetų yra daugiau nei antraštinė žinia. Tai suteikia mums statistinį svertą patikrinti formavimosi modelius ir prioritetizuoti tikslus atmosferos tyrimams. Kitas dešimtmetis perkelia dėmesį nuo atradimo prie detalaus potencialiai tinkamų gyvybei pasaulių charakterizavimo.'
Dawn Gelino, NASA Exoplanet Exploration Program vadovė JPL, pastebėjo: 'Kiekvienas iš skirtingų atrastų planetų tipų atskleidžia informaciją apie sąlygas, kuriomis planetos gali formuotis, ir galų gale — kaip dažnai gali būti panašių į Žemę planetų bei kur jas reikėtų ieškoti.' Aurora Kesseli, NExScI/NASA Exoplanet Archive IPAC pavaduotoja mokslinei veiklai, pabrėžė patvirtinimo darbo bendradarbiavimą: 'Tikrai reikia visos bendruomenės pastangų, jei norime maksimaliai išnaudoti investicijas į misijas, kurios generuoja egzoplanetų kandidatus.'
Išvados
6 000 egzoplanetų patvirtinimas žymi brandų planetų astronomijos etapą: dideli ir įvairūs duomenų rinkiniai leidžia tiek populiacijos lygiu atliekamus tyrimus, tiek kryptingą paiešką gyvenamų aplinkų. Tolesni technologiniai patobulinimai — nauji kosminiai teleskopai, patobulinti žemės paviršiaus spektrografai, koronografai ir starshades, taip pat bendruomenės archyvai — išplės ir tikslins žinomų pasaulių sąrašą. Galų gale katalogas ne tik kiekybiškai nustatys, kiek dažnos yra planetos, bet ir nurodys retus tikslus, kuriuose gali būti aptinkami gyvybės ženklai.
Šaltinis: sciencealert
Palikite komentarą