Astronomija

Kako nenavaden je sončni sistem?

Kako nenavaden je sončni sistem?


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.

V Isaaca Asimova Fundacija serije, glavni junaki iščejo davno izgubljeno Zemljo. Obstajata dve glavni značilnosti sončnega sistema, zaradi katerih je nenavaden med milijoni naseljenih sistemov: Saturnovi obroči in velikost Lune.

Spodnji pogovori so večinoma med Golan Trevize, nekdanji vojaški, dobro podkovan v astronomiji in Janov Pelorat, naivni in samotni učitelj zgodovine.

Saturnovi obroči

"O tem je govorila pesem. Trije široki obroči, koncentrični, širši od samega planeta."

Trevize je dejal: "Nikoli nisem slišal za kaj takega. Mislim, da obroči ne morejo biti tako široki. V primerjavi s planetom, ki ga krožijo, so vedno zelo ozki."


"Je takšna stvar pogosta?" je zaskrbljeno vprašala Bliss.

"Ne," je rekel Trevize. "Skoraj vsak plinski velikan ima obročke ruševin, ki pa so ponavadi šibki in ozki. Enkrat sem videl takšnega, v katerem so bili obroči ozki, a precej svetli. Toda česa takega nisem nikoli videl; niti slišal zanj."

Pelorat je rekel: "To je očitno obročasti velikan, o katerem legende govorijo. Če je to res edinstveno ..."

"Resnično edinstven, kolikor vem ali kolikor računalnik ve," je dejal Trevize.

Luna

"Ogromen satelit je težje sprejeti. Noben drug naseljen svet v Galaksiji nima takega satelita. Veliki sateliti so vedno povezani z nenaseljenimi in nenaseljivimi plinskimi velikani. Kot skeptik torej raje ne sprejemam obstoja luna. "


"Da. Precej bolj oddaljen je od planeta, kot bi lahko pričakovali, vsekakor pa se vrti okoli njega. Velikost je le majhnega planeta; pravzaprav je manjši od katerega koli od štirih notranjih planetov, ki krožijo okoli sonca. Kljub temu je velik za premer najmanj dva tisoč kilometrov, zaradi česar je v območju velikosti velikih satelitov, ki se vrtijo okoli plinskih velikanov. "

"Ni večje?" Pelorat je bil videti razočaran. "Torej to ni velikanski satelit?"

"Ja, res je. Satelit s premerom od dva do tri tisoč kilometrov, ki kroži nad ogromnim plinskim velikanom, je eno. Ta isti satelit, ki kroži po majhnem, skalnatem bivalnem planetu, je čisto nekaj drugega. Ta satelit ima premer več kot četrtino Zemlje. Kje ste že slišali za tako blizu pariteto, ki vključuje bivalni planet? "

Pelorat je plaho rekel: "Takih stvari vem zelo malo."

Trevize je rekel: "Potem mi verjemite na besedo, Janov. Edinstveno je. Gledamo na nekaj, kar je praktično dvojni planet, in malo je bivalnih planetov, ki imajo kaj več kot kamenčki, ki krožijo okoli njih. Janov, če menite, da plinski velikan z ogromnim obročnim sistemom na šestem mestu in ta planet z ogromnim satelitom na tretjem - o katerih so vam, proti vsej verodostojnosti, še preden ste jih videli, pripovedovale vaše legende - takrat mora biti svet, ki ga gledate Zemlja. Ne more biti nič drugega. Našli smo ga, Janov; našli smo ga. "

Citati so iz Foundation's Edge (1982) in Foundation and Earth (1986).

Moje vprašanje je sestavljeno iz dveh delov:

  1. Ali so različni zgoraj navedeni opisi in dejstva na splošno pravilni?
  2. Kako nenavadni so Saturnovi obroči in Luna v primerjavi z drugimi sistemi, ki smo jih opazovali?

Najprej je Azimov pisal (Edge 1982 in Earth 1986), preden so bili predhodno zaznani prvi odvečni sončni planeti (1989) ali zagotovo zaznani 1991 ali 1992. Torej to, kar je napisal, ne more temeljiti na resničnih podatkih o dodatnih sončnih planetih, in moralo je biti izobraženo ugibanje.

Vendar sta bili obe knjigi napisani po odkritju Charona, zato mu morda ni bilo treba trditi, da velike lune niso verjetno okoli neplinskih velikanov.

Osebno mislim, da ugibanja o veliki luni in širokih planetarnih obročih verjetno ne bodo izginila. Morda občasni, vendar ne dovolj neobičajni za Azimove namene.

Če verjamete, smo že odkrili eksoplanet z bolj impresivnim sistemom obročev kot Saturnov


Kot dodatek:

  • Kar je Conrad rekel o obročastih sistemih, je res, imamo prvo možno zaznavo, toda blizu detekcij ni nobene trditve, da so takšni pojavi normalni. Tudi naše znanje o tem se v prihodnjih letih ne bo veliko spremenilo. S prihajajočimi fotometričnimi misijami na tranzitih, kot sta NASA-in TESS ali ESA-in PLATO, bomo verjetno lahko zaznali le to vrsto prstanskih sistemov, večjih od Saturna. To je preprosto posledica dejstva, da majhni obročni sistemi ne bodo dali dovolj močnega tranzitnega signala, da bi ga zaznali.
    Tako skupaj še nekaj časa ne bomo vedeli o normalnosti Saturnovih obročev.
  • Zemeljske lune: Obstajajo ideje, kako zaznati eksomone, vendar so te običajno odvisne tudi od fotometričnih meritev. Spremembe tranzitnega časa lahko privedejo do namigov eksomone. Tudi zelo velike lune bi lahko privedle do zaznavnih signalov v fotometriji, vendar zaznavanje radialne hitrosti eksomonov trenutno ne pride v poštev.
    Torej skupaj: porazdelitve Exomoon so trenutno popolnoma neznane in bodo iz istih razlogov kot porazdelitve planetarnih obročev še nekaj časa neznane.

Kolikor to zveni nekoliko depresivno glede iskanja obročev in lun okoli eksoplanetov, moramo razumeti, da je to posledica dejstva, da ta vprašanja trenutno niso eno glavnih gonilnih sil za trenutno prihajajoče misije eksoplanetov.
Še vedno poskušamo temeljito razumeti populacije eksoplanetov, preden preidemo na veliko težje izzive odkrivanja precej šibkejših signalov lun in obročev.

Kljub temu sem prepričan, da se bo vprašanje lune / obroča v prihodnosti nekoliko bolj osredotočilo na znanstveni poudarek. To je preprosto zato, ker bi morale biti lune in obroči, vsaj za plinske velikane, teorije o natančnem oblikovanju planetov. To se zgodi v smislu, da ko bodo plinski velikani rasli, bodo nekoč imeli poddisc plina in prahu, ki se tvorijo znotraj lastne Hill-krogle, ki bo sčasoma naredil nekaj zanimivega. Primerjava tega, kar počnejo ti poddiski, s teorijami o nastanku lune in obročev nas bo naučila, kako ti procesi delujejo podrobno.

Tudi +1 za Asimova zaradi nepoklicne osebne pristranskosti.


PLANETPLANET

Kako natančen je naš Osončje?

Superman je samo en. Ena čudežna ženska, en kapitan Amerika, en Ironman. Vse skupaj nekaj deset superjunakov. In milijarde oboževalcev superjunakov.

Kaj pa naš sončni sistem? Smo en milijon podobni Batmanu? Ali deset centov, kot so Batmanovi oboževalci? Kako edinstven, kako poseben je naš Osončje? Prvič v zgodovini človeštva lahko zdaj odgovorimo na to vprašanje. Nanj lahko postavimo celo številke.

Ko se poskušamo postaviti v širši kontekst, moramo imeti v mislih, kako smo videti drugim, kako bi izgledal Osončje, če bi ga iskali, da kroži okoli druge zvezde. Predstavljajte si tujca, ki živi na planetu, ki kroži okoli zvezde, oddaljene 10 svetlobnih let od Sonca (v galaktičnem smislu, tik ob sosedu). Po desetletju ali dveh, porabljenem za iskanje planetov, ki krožijo okoli Sonca, bi to našli tisti nezemljani:

Precej redko, kajne? Nobene Zemlje ali Marsa. Sploh nobenih skalnatih planetov! Brez Saturna, brez asteroidnega pasu, brez ledenih velikanov. Ves nezemljani so lahko zaznali Jupiter. In tako kot tisti vesoljci, bi vse, kar bi zaznali Sončev sistem okoli druge zvezde, bili Sonce in Jupiter. Lahko bi z natančnostjo natančno določili Jupitrovo maso in orbito, toda to je vse.

Naše vprašanje potem postane, kako pogosti so sistemi Sun-Jupiter?

Začnimo s Soncem. Izkazalo se je, da je naša domača zvezda nekoliko nenavadna, a ne veliko. Ta slika prikazuje popis vseh zvezd v 30 svetlobnih letih od Sonca:

Porazdelitev vrst zvezd v 30 svetlobnih letih od Sonca (na ploskvi ni 21 belih pritlikavcev). Zasluga: Franck Selsis, s podatki na http://www.solstation.com/stars/pc10.htm

Naše sonce je zvezda G. V 30 svetlobnih letih je od skoraj 400 zvezd skupaj 20 zvezd. Velika večina zvezd je M zvezd, znanih tudi kot "rdeči palčki". Te majhne rdeče zvezde imajo veliko daljšo življenjsko dobo kot zvezde G, vendar svetijo precej šibkeje. Med bližnjimi zvezdami je Sonce skromno čudno. Če naši definiciji zvezde, podobne soncu, damo neko širino, bo naša zvezda na koncu 10-odstotna. To je približno del odraslih Američanov, ki so vegetarijanci.

Zdaj pa se osredotočimo na Jupiter. Za začetek si oglejmo naš trenutni popis zunajsončnih planetov. Tu je zaplet, ki vsebuje skoraj 3000 planetov, odkritih v zadnjih dveh desetletjih:

Porazdelitev zunajsolarnih planetov glede na njihove mase (os y) in velikost njihovih orbit (os x). Barve ustrezajo tehniki zaznavanja. Za primerjavo so vključeni planeti Osončja. Podatki iz exoplanets.org.

Nobeden od znanih zunaj Sonca se ne ujema z našimi skalnatimi planeti ali s Saturnom, Uranom ali Neptunom. Toda že smo vedeli, da zato iščemo sisteme Sun-Jupiter in ne popolnih sončnih sistemov.

Tako kot Sonce so tudi Jupitri le malo nenavadni. Le 10-15% Soncu podobnih zvezd ima plinski velikanski planet, kot je Jupiter, z maso, večjo od približno 50-kratno maso Zemlje. Drug dejavnik, zaradi katerega je naš Jupiter bolj nenavaden, je njegova orbita. Orbita našega Jupitra je skoraj krožna (če smo natančni, gre za elipso z ekscentričnost le 5%) in je več kot petkrat večja od Zemljine orbite. Le približno 10% znanih izredno sončnih planetov plinskih velikanov ima orbite širše od Marsove (ki je le 1,5-krat večja od Zemljine), ki so skoraj krožne (z ekscentričnostmi manj kot 10%). Če jih združimo, ima le približno ena od sto zvezd, kot je Sonce, Jupiter, kot je naš. To je malo manj verjetno, kot če bi dobili tri vrste v poker igri s 5 kartami.

Nenavaden je še en vidik Osončja. Pri planetih ni nekaj, kar imamo, nekaj manjka. Približno polovico vseh zvezd, kot je Sonce, kroži vsaj en planet "vroče super Zemlje". Ti planeti so na splošno velikosti Zemlje ali večji, z orbitami, ki so manjše od Merkurjevega okoli Sonca. Ne vemo, zakaj Osončju primanjkuje superzemelj, čeprav ena ideja kaže, da je razlog lahko Jupiter.

Sestavimo koščke, da izračunamo, kako nenavaden je naš Osončje:

10% (delež zvezd, ki so podobni Soncu)

x 10% (delež Soncu podobnih zvezd z Jupitri)

x 10% (del Jupiter podobnih planetov z Jupitrovimi orbitami)

x 50% (del soncu podobnih zvezd brez vročih superzemelj)

To nam pove, da je približno ena od 2000 zvezd v naši galaktični soseski sistem Sonce-Jupiter. To je približno verjetnost, da vas bodo izbrali, če se boste za NASA prijavili za astronavta. Kaj pa to pomeni? No, naš sončni sistem zagotovo ni dovolj redek, da bi bil Batman. Sicer bi bilo v vsakem večjem mestu na tisoče netopirjev in moških. Morda je za neznansko velesilo dovolj nenavadno, kot bi lahko naenkrat pojedel deset hrenovk, premalo pa za vrsto velesile, o kateri radi govorimo.

To pomeni, da je Osončje ne deset centov planetarnega sistema. Večina sistemov se razlikuje od našega. Večina planetarnih sistemov kroži okoli rdečih palčkov namesto velikih rumenih zvezd G, kot je Sonce. Večina sistemov vsebuje super Zemlje blizu svojih zvezd in če imajo slučajno plinskega velikana, je ponavadi veliko bližje Soncu ali pa imajo veliko bolj raztegnjeno orbito kot Jupitrova.

Toda ne vemo, koliko sistemov Sonce-Jupiter ima tudi Venere, Zemlje, Saturne ali Marse. In ne vemo, kako pogosti so Zemlje in Saturni v sistemih brez Jupitrov ali sistemih, ki krožijo okoli rdečih pritlikavcev. Resnično želimo vedeti, ali obstajajo razlogi za to, da imajo planeti, ki nosijo življenje, raje sisteme Sonce-Jupiter. Kako natančno struktura planetarnega sistema vpliva na njegovo sposobnost nastanitve življenja, če sploh? Še vedno iščemo odgovore na ta vprašanja. In, kdo ve, morda bo naš Sončni sistem vseeno na koncu Batman.


Kako poseben je Osončje?

Zdaj smo odkrili na tisoče zvezd s planeti. Je naša res edinstvena?

Naš sončni sistem sledi jasnemu vzorcu. Majhni, skalnati planeti blizu Sonca, veliki plinski planeti dlje in pas astroidov med njimi. Na široki ravni, ki bi se zdela smiselna. Ko je Sonce nastajalo, bi močna energija njegovega novoodkritega sončnega vetra ponavadi potiskala lažje elemente, kot sta vodik in helij, proti zunanjemu sončnemu sistemu, za seboj pa bi puščala le skalnate snovi. Takrat je skušnjava predstavljati, da bi večina sončnih sistemov sledila podobnemu vzorcu bližnjih kamnitih planetov in bolj oddaljenih plinskih velikanov. Ker pa smo odkrili več eksplanetarnih sistemov, ugotavljamo, da temu ni tako. Pravzaprav se vse bolj zdi, da je naš sončni sistem morda prej izjema kot norma.

Ko pogledamo druge zvezdne sisteme, ugotovimo, da je plinski planet daleč od svoje zvezde precej nenavaden. Eden od načinov za kategorizacijo planetov je energija, ki jo dobijo od svoje zvezde. Vroči planeti, kot sta Merkur in Venera v našem sončnem sistemu, topli (po možnosti bivalni) planeti, kot sta Zemlja in Mars, ter hladni planeti, kot je Jupiter in naprej. Mejne vrednosti za določen sistem so odvisne od energije, ki jo proizvaja določena zvezda, vendar daje dobro predstavo o bližnjih, srednjih in oddaljenih planetih. V našem lastnem sončnem sistemu so vsi plinski planeti "hladni" planeti. Toda med vsemi potrjenimi eksoplaneti je manj kot 20% plinskih planetov hladnih. Najpogostejši tipi plinskih planetov so "vroči joviji". To so veliki planeti z maso Jupitra blizu svoje zvezde.

Po pravici povedano, metode, ki jih uporabljamo za zaznavanje eksoplanetov, na primer opazovanje zatemnitve zvezde, ko planet preide pred njo (tranzitna metoda) ali merjenje nihanja zvezde zaradi gravitacijskega vlečenja planeta, ki kroži (Dopplerjeva metoda) lažje odkrivanje velikih, bližnjih planetov. Toda tudi če upoštevamo to pristranskost, se zdi, da so vroči joviji pogostejši kot hladni.

Skozi računalniške simulacije imamo nekaj idej, zakaj je tako. V mladem sistemu se planeti tvorijo znotraj protoplanetarnega diska, ki je v bistvu tekočina plina in prahu. Plin je običajno vsaj delno ioniziran, zato deluje v povezavi z magnetnim poljem osrednje zvezde. Zaradi trkov in grudenja prahu se znotraj diska pojavlja tudi turbulenca. V fiziki lahko tak sistem opišemo z magnetohidrodinamiko. Enačbe za tak sistem je zelo težko analizirati, vendar smo s sodobnimi superračunalniki lahko odkrili nekatere splošne trende.

Planeti z majhno maso (manj kot 10 mas Zemlje) močno ne motijo ​​celotne strukture protoplanetarnega diska. Njihova interakcija z diskom povzroča tako imenovani spiralni val gostote znotraj diska. En val se spirali navznoter v vodilno smer gibanja planeta, drugi val pa se spirali navzven na zadnjem robu. Ker je upor iz zunanje spirale običajno večji od vleka iz notranje spirale, se bo planet dokaj hitro približeval zvezdi. To je znano kot migracija tipa I.

Pri planetih z visoko maso (več kot 10 mas Zemlje ali tik pod maso Urana in Neptuna) ne povzroča le val gostote, temveč planet ustvarja vrzel na protoplanetarnem disku. To lahko vidite na zgornji desni sliki. To pomeni, da je, čeprav je neto vlečenje še vedno bistveno manjše. Tako bi se planet med nastajanjem postopoma pomikal navznoter. To je znano kot migracija tipa II. Neto učinek obeh teh dinamik je, da se planeti, ki nastanejo v disku, nagibajo k premikanju proti zvezdi, zato so pogosti bližnji, vroči planeti.

Zakaj se je torej Jupiter oblikoval tako daleč od Sonca? Trik vprašanje: ni se.

Po modelu Grand Tack je Jupiter verjetno začel nastajati na približno trenutni razdalji Marsa. Zaradi vlečnih sil zgodnjega osončja se je preselil proti Soncu, morda tako blizu kot sodobna Venera. Na dobri poti je postalo vroč jovijski planet, če ne bi bilo gravitacijskih interakcij Saturna. Planeta sta vstopila v gravitacijsko resonanco, kjer bi Jupiter naredil 3 orbite za vsaka 2 Saturna. Ta resonanca 2: 3 je planete postopoma pregnala navzven. Kasnejše interakcije z Uranom in Neptunom so te planete pregnale tudi navzven.

Jupitrovo potovanje skozi notranji sončni sistem pojasnjuje, zakaj naš sončni sistem nima vročih jovijskih svetov. Pojasnjuje tudi, zakaj nimamo "superzemelj", ko pa so tako veliki svetovi - s kamnitimi jedri, kot je Zemlja, vendar z veliko manjšimi vodikovo-helijevimi ovojnicami kot Neptun - veliko bolj pogosti v drugih planetarnih sistemih. Jupitrovo selitveno potovanje bi očistilo katero koli mlado superzemljo iz notranjega sončnega sistema. Kamniti svetovi, ki jih danes vidimo, so se začeli oblikovati pozneje in so bili zato veliko manjši od pričakovanih.

Preprosta delitev našega sončnega sistema na skalnat in plinast svet je rezultat zapletenega planetarnega plesa, ki v mnogih pogledih kljubuje verjetnosti in leži na obrobju tistega, kar je "normalno" ali vsaj povprečno. Toda galaksija je zelo velik kraj z nekje okoli 300 milijardami zvezd in s tem 300 milijard možnosti za življenje in s skalnatimi planeti, podobnimi Zemlji, v svojih bivalnih območjih. Čeprav obstaja verjetno veliko drugih planetarnih sistemov, podobnih našemu, bo velika večina brez vsega podobnega našemu domačemu svetu. Ko iščemo nove svetove z življenjem - in potencialno nove civilizacije - na njih, naša najboljša priložnost za planet, podoben Zemlji, morda ne bo planet, kakršen je naš, temveč svet, ki je tik pred Zvezdnimi stezami: dvojčki. Remus in Romulus, ki kroži okoli plinskega velikana, ki nato kroži okoli svoje matične zvezde.


Znanstveniki opazijo zelo čuden sončni sistem, ki se giblje v nenavadnem "ritmu"

Astronomi so našli "zelo poseben" sončni sistem s šestimi planeti, ki so zaklenjeni v nenavadnem ritmu.

Svetovi se gibljejo okoli svojih osrednjih zvezd v resonanci, zaklenjeni v ritmičnem plesu, ko se gibljejo okoli svojih orbit.

Raziskovalci poleg tega, da predstavljajo pogled na zelo nenavaden planetarni sistem, upajo, da bi množica svetov, ki se gibljejo okoli zvezde TOI-178, oddaljene približno 200 svetlobnih let, lahko osvetlila, kako se rodijo planeti, vključno s tistimi v našem sončnem sistemu. in se razvijajo.

V nasprotju z nenavadnim ritmičnim redom planetov, ko se gibljejo okoli Sonca, planeti sami zelo presegajo pričakovani red, so povedali znanstveniki.

"Zdi se, da obstaja planet tako gost kot Zemlja, tik ob zelo puhastem planetu s polovico gostote Neptuna, ki mu sledi planet z gostoto Neptuna," je povedal Nathan Hara iz Université de Genève v Švici, ki je bil vključena tudi v študijo. "To ni tisto, česar smo vajeni."

Priporočeno

Skupaj sistem ponuja zelo nenavaden pogled na sosesko planetov, ki se zelo razlikuje od našega, pišejo raziskovalci v članku v reviji, ki opisuje ugotovitve in je objavljen v Astronomija in astrofizika.

Od šestih planetov v sistemu se vsi, razen tistega, najbližje zvezdi, gibljejo v ritmičnem plesu, ko zaključijo svoje orbite. Njihova "resonančna" gibanja pomenijo, da obstajajo vzorci, ki se ponavljajo, ko se gibljejo, pri čemer se planeti včasih poravnajo.

Tak pojav smo videli že prej, v lunah okoli Jupitra. Toda planeti TOI-178 se gibljejo v veliko bolj zapleteni "resonančni verigi", kar predstavlja enega najdaljših doslej najdenih.

Premikajo se v verigi 18: 9: 6: 4: 3, kar pomeni, da je v času, ko prvi v verigi opravi 18 orbit, drugi opravil devet itd. Vzorec je tako zanesljiv, da čeprav so znanstveniki lahko sprva opazovali le pet planetov, bi lahko pogrešanega sklepali po njegovem mestu v verigi.

Čedna resonanca je pokazatelj preteklosti planetarnega sistema, pravijo raziskovalci. "Orbite v tem sistemu so zelo dobro urejene, kar nam pove, da se je ta sistem od svojega rojstva dokaj nežno razvijal," je dejal soavtor Yann Alibert z univerze v Bernu.

Toda to obstaja v nenavadnem nasprotju z nenavadnim pomanjkanjem reda na planetih. V našem lastnem sistemu kamniti in gosti planeti sedijo bližje zvezdi, puhastejši in manj gosti plinski, ki ležijo bolj na robu sistema TOI-178, pa so videti precej bolj pomešani.

"Ta kontrast med ritmično harmonijo orbitalnega gibanja in neurejenimi gostotami zagotovo izziva naše razumevanje nastanka in razvoja planetarnih sistemov," je dejal Adrien Leleu iz Université de Genève in Univerze v Bernu, ki je vodil študijo.

Ko so znanstveniki sprva pogledali sistem, so bili sinčki sestavljeni iz dveh planetov, ki sta se vrtela skupaj v isti orbiti. Šele kasneje so ugotovili, da je v resnici veliko bolj zapleteno od tega.

"Z nadaljnjimi opazovanji smo ugotovili, da ni zvezde, ki kroži okoli zvezde na približno enaki razdalji od nje, temveč več planetov v prav posebni konfiguraciji," je dejal Leleu.


14. Večino kometov opazijo s teleskopom, ki gleda na sonce

Včasih so bili kometi provinca ljubiteljskih astronomov, ki so noč za nočjo raziskovali nebo s teleskopi. Medtem ko so nekatere poklicne opazovalnice odkrivale tudi med gledanjem kometov, se je to začelo spreminjati z ustanovitvijo Sončnega in heliosferskega observatorija (SOHO) leta 1995.

Od takrat je vesoljsko plovilo našlo več kot 2.400 kometov, kar je neverjetno glede na to, da je njegovo glavno poslanstvo opazovanje sonca. Ti kometi imajo vzdevek "sončniki", ker se tako približajo soncu. Številni amaterji še vedno sodelujejo pri iskanju kometov, tako da jih izberejo iz surovih slik SOHO. Eno najbolj znanih opažanj SOHO je prišlo, ko je leta 2013 opazoval razpad svetlega kometa ISON.


Naš zelo običajen sončni sistem ni več normalen

Na nekatere stvari preprosto računate. Kot da bi kdaj srečali vesoljca, bi moral imeti oči (in morda glavo). Kot nekje tam zunaj obstajajo planeti, kot je naš. Kot da imamo navaden sončni sistem - "navaden", ker veste, kako je videti.

V sredini je sonce, v notranjosti so mali planeti, večji pa še dlje. Tako bi morala izgledati večina, kajne?

Mislili smo, da bi morali. Pri pouku astronomije (za vsakogar od nas, ki smo se učili astronomije) so govorili o "liniji zmrzali". To je črta, nekoliko oddaljena od sonca, kjer postane prehladno, da bi nastali kamniti planeti.

Rekli so, da se prah, ki je bližje, na vroči strani črte, ko se tvori planetarni sistem, stopi v kamnite minerale in tvori trdne kroglice, kot sta Zemlja in Mars.

Toda na ledeni strani prah ostane plinast, večinoma vodikove spojine, ki nabreknejo do velikanskih velikosti, kot so Jupiter, Saturn in Neptun.

Oddaljenost od sonca kipi sosesko. Zato naj bi večina planetarnih sistemov v vesolju izgledala kot mi. Kamniti planeti noter, plinski planeti dlje.

Potem smo pogledali. In kaj smo odkrili?

Veliki plinski planeti ne tam, kjer bi morali biti. Namesto da bi se držali na daljavi in ​​ostali mimo črte zmrzali, je na desetine in ducate kroglic v velikosti Jupitra (velikih! Res velikih!) Neverjetno blizu svoje zvezde, stisnejo tako blizu, njihovo "leto", njihova orbita traja le nekaj zemeljskih dni. So bolj tesni kot Merkur.

Kar pomeni, da so ti nekoč hladni planeti zdaj zmedeno vroči. Astronomi jih imenujejo "vroči Jupitri", ker lahko temperature na njihovih vrhovih oblakov pihajo pri 1000 stopinjah Celzija.

Ali - in tukaj je vzorec, ki se prikaže zelo pogosto - ne boste dobili niti enega, temveč dva velika planeta v velikosti Neptuna, kot sta lačna dvojčka, ki se stiskata blizu svoje zvezde. Zelo blizu.

Ali pa najdemo kup skalnatih planetov - večjih od Zemlje, vsekakor pa kamnitih - zbranih v tesni formaciji okoli zvezde (z orbitami, ki trajajo 3,7 dni! 10,9 dni! Bi čutili bič, kot tobogan?) In pridejo v izmeničnih velikostih - velika, nato majhna, nato spet velika, nato majhna, nato velika. Kako čudno.

Od tega meseca smo odkrili 884 planetov, 692 planetarnih sistemov, od tega 132 z več kot enim planetom in, čudno povedati, skoraj nobeden od njih ni podoben nam.

"Zdaj začenjamo razumeti, da se zdi, da ima narava v veliki večini prednost [planetarnim] sistemom, ki imajo več planetov z orbito manj kot 100 dni," pravi Steve Vogt, astronom z Kalifornijske univerze v Santa Cruzu. "To je povsem drugače od našega sončnega sistema, kjer znotraj orbite Merkurja ni ničesar z orbito. Torej je naš sončni sistem v nekem smislu nekoliko čudak in ni najbolj tipičen sistem, ki ga narava pripravi. "

Naš sončni sistem je torej. malo čudak.

Steve Vogt, astronom, Univerza v Kaliforniji, Santa Cruz

Kar naenkrat smo mi nenormalni. Ugotoviti moramo, zakaj se je naš sončni sistem izkazal drugače od vseh ostalih.

Najnovejša razlaga je, da novi planeti ne ostanejo na mestu. Premikajo se. Plinasti planet se bo oblikoval na skrajni strani linije zmrzali, nekaj časa krožil, nato pa se postopoma pomikal navznoter in ga zvezda potegnila bližje. Ustavi se šele, ko sonce potisne nazaj (prek močnih vetrov T Tauri, ki prihajajo z začetkom jedrske fuzije).

Ali smo nekoč imeli velik planet, ki se prilega soncu?

Mogoče smo imeli nekoč velik plinast planet blizu našega sonca, vendar ni preživel. Postal je del Sonca. Ali pa se je morda vrglo - astronomi najdejo izseljenske planete, osamljene krogle, ki tavajo po vesolju brez zvezde, samo plujejo. Mogoče je kdo od tistih, ki so tu živeli včasih.

Ali - morda sta Saturn in Sonce odigrala nežno vlečenje vrvi. Obstajajo računalniške simulacije, ki nakazujejo, da je Saturnovo gravitacijsko vlečenje preprečilo Jupitru, da ne zapluje navznoter, zato so se velikani nekoliko približali - nato ustavili. Resnica je, da ne vemo.

Mike Brown, astronom iz Caltecha, mi je zapisal, da so, čeprav so vsi zaposleni z lovom na planet, podoben Zemlji, to zgodbo pogrešali. "Preden smo sploh odkrili [planete zunaj osončja], smo mislili, da precej globoko razumemo nastanek planetarnih sistemov." Imeli smo svojo linijo zmrzali. Vedeli smo, kako nastajajo sončni sistemi. "To je bila res lepa teorija," pravi. "In, očitno, popolnoma narobe."

To se mi zdi globoko čudno.

Mike Brown, astronom, Caltech

Ko se odkritja vračajo, je Mikeu vedno bolj neprijetno. Čeprav bo trajalo nekaj časa, da odkrijemo manjše planete, zdaj obstaja samo en pravi planetarni sistem, ki je zelo podoben našemu. "HD 13931 b je skoraj popoln. Kar bi obupno želel vedeti, je, ali ima majhna kamnita telesa tudi v notranjosti. Toda še dolgo bo minilo, preden bomo to našli."

Medtem se poskuša navaditi na idejo, da živimo na nenavadnem planetu v nenavadnem sončnem sistemu. To sta dve "nenavadni". Eno več kot včasih. Živeti dvojno nenavadno je bolj srečno - in morda redkejše - kot smo vedeli.

"Resnično se mi zdi zelo čudno," piše. "Kaj vse to pomeni? Ne vem. Prepričan sem, da ta enoumni poudarek na planetih v bivalnih conah ljudi pozablja, da se tam še vedno dogaja veliko čudnih stvari in da še vedno niti ne razumem osnov, kako smo sami prišli sem. "


Kako nenavaden je sončni sistem? - astronomija

Bil sem samo radoveden. Prebral sem, da obstajajo dokazi o drugih sončnih sistemih v tem vesolju; od teh novih sončnih sistemov ni bilo nobenega podobnega našemu, poleg tega noben ni vključeval planeta, podobnega zemlji. Rečeno je bilo, da je naš sončni sistem čudna stvar. Ali je mogoče, da je naš edinstveni sončni sistem in način, kako se planeti vrtijo, se vrtijo, vlečejo itd., Pomagal oblikovati planet Zemlja - ker ne moremo najti sončnega sistema, podobnega našemu, ne najdemo planeta, podobnega zemlji . Ali je mogoče, da vrtenja, vrtljaji in vlečenja znotraj našega sončnega sistema vplivajo na naše vremenske spremembe?

Ne bi bil tako hiter, če bi naš Sončni sistem označil za čudno. Res je, da je veliko planetov, ki smo jih našli okoli drugih zvezd, zelo velikih in zelo blizu svojih zvezd, za razliko od našega Osončja, vendar smo zdaj na točki, ko začenjamo videti sistem več planetov, ki je videti vedno bolj in bolj kot naš Sončni sistem. Ko se tehnologija izboljšuje, bomo najverjetneje videli zvezde, kakršne imamo mi.

Kar zadeva druge planete, ki vplivajo na nastanek Zemlje, in naše vremenske sisteme, so odgovori "ni veliko" in "zagotovo ne." Vemo, da Jupitrova gravitacija na primer ne bi pustila, da bi se planet oblikoval v asteroidnem pasu, toda na Zemljini razdalji od Jupitra je njegova gravitacija majhna. Jupiter pa lahko občasno izbije asteroide iz njihovih orbit in jih pošlje v notranji sončni sistem, proti Zemlji, in lahko deluje kot "ščit komet", ki gravitacijsko vleče komete stran od Zemlje. Tako lahko prisotnost Jupitra poveča verjetnost napadov asteroidov na Zemljo in zmanjša verjetnost napada kometov.

Lunina gravitacija je ključnega pomena pri ustvarjanju plime in oseke, ki jo srečamo na Zemlji, vendar gravitacija vseh ostalih planetov in lun skupaj ni niti približno odstotka gravitacije sonca. Njihov vpliv niti na orbito Zemlje ni opazen, kaj šele na njeno vreme.

Ta stran je bila posodobljena 18. julija 2015.

O avtorju

Dave Kornreich

Dave je bil ustanovitelj Ask a Astronomer. Leta 2001 je doktoriral pri Cornellu in je zdaj docent na Oddelku za fiziko in fizične znanosti na Humboldtovi državni univerzi v Kaliforniji. Tam vodi svojo različico Vprašaj astronoma. Pomaga nam tudi pri čudnem kozmološkem vprašanju.


Ali je sončni sistem edinstven v vesolju?

Glede na dosedanje dokaze naš sončni sistem se lahko bistveno razlikuje od večine planetarnih sistemov okoli zvezd, ker je nastala na drugačen način. V tem primeru bodo planeti, podobni Zemlji, zelo redki. Po preučitvi lastnosti 100-ih znanih zunajsolarnih planetarnih sistemov in oceni dveh načinov nastanka planetov sta dr. Martin Beer in profesor Andrew King z Univerze v Leicesterju, dr. Mario Livio iz Znanstvenega inštituta za vesoljski teleskop in dr. Jim Pringle iz Univerza v Cambridgeu jasno poudarja, da je naš sončni sistem poseben v prispevku, ki bo objavljen v Mesečnih obvestilih Kraljevskega astronomskega društva.

V našem sončnem sistemu so orbite vseh glavnih planetov povsem blizu krožne (razen Plutona, kar je poseben primer), štirje orjaški planeti pa so precej oddaljeni od Sonca. Doslej odkriti zunajsolarni planeti - vsi velikani, ki so po naravi podobni Jupitru - so primerjalno veliko bližje staršem, njihove orbite pa so skoraj vse zelo eliptične in tako zelo podolgovate.

"Obstajata dve glavni razlagi teh opažanj," pravi Martin Beer. "Najbolj zanimivo je, da lahko planete tvori več kot en mehanizem in domneva, ki so jo astronomi do zdaj imeli - da so vsi planeti v bistvu enaki - je napaka."

In the picture of planet formation developed to explain the solar system, giant planets like Jupiter form around rocky cores (like the Earth), which use their gravity to pull in large quantities of gas from their surroundings in the cool outer reaches of a vast disc of material. The rocky cores closer to the parent star cannot acquire gas because it is too hot there and so remain Earth-like.

The most popular alternative theory is that giant planets can form directly through gravitational collapse. In this scenario, rocky cores - potential Earth-like planets - do not form at all. If this theory applies to all the extrasolar planet systems detected so far, then none of them can be expected to contain an Earth-like planet that is habitable by life of the kind we are familiar with.

However, the team are cautious about jumping to a definite conclusion too soon and warn about the second possible explanation for the apparent disparity between the solar system and the known extrasolar systems. Techniques currently in use are not yet capable of detecting a solar-system look-alike around a distant star, so a selection effect might be distorting the statistics - like a fisherman deciding that all fish are larger than 5 inches because that is the size of the holes in his net.

It will be another 5 years or so before astronomers have the observing power to resolve the question of which explanation is correct. Meanwhile, the current data leave open the possibility that the solar system is indeed different from other planetary systems.


Our Solar System is Rare –“Big Question is What Makes It So Special That It Harbors Life?”

“Something is the cause of the fact that there aren’t a huge amount of UFOs out there,” says Uffe Gråe Jørgensen, head of Astrophysics & Planetary Science group at the Niels Bohr Institute, about the huge difference between being one of the 10 billion Earth-like planets in the habitable zone, and being habitable or having developed a technological civilization.

“When the conquest of the planets in a solar system has begun, it goes pretty quickly,” he adds “We can see that in our own civilization. We have been to the moon and on Mars we have several robots already. But there aren’t a whole lot of UFOs from the billions of Earth-like exo-planets in the habitable zones of the stars, so life and technological civilizations in particular are probably still fairly scarce.”

The Big as Yet Unanswered Question –What Exactly Makes it So Special that it Harbors Life?

Researchers at the Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, led by Jørgensen have investigated more than 1000 planetary systems orbiting stars in the Milky Way, and have discovered a series of connections between planetary orbits, number of planets, occurrence and the distance to their stars. It turns out that our own solar system in some ways is very rare with our eight planets (sorry Pluto!), and in others very ordinary.in that the solar system follows exactly the same, very basic rules for the formation of planets around a star.

There is a very clear correlation between the eccentricity of the orbits and the number of planets in any given solar system, observes the Institute. “When the planets form, they begin in circular orbits in a cloud of gas and dust. But they are still relatively small in size, up to sizes comparable to the moon. On a slightly longer time scale they interact via gravitation and acquire more and more eccentric or elliptic orbits. This means they start colliding because elliptical orbits cross one another—and so the planets grow in size due to the collisions. If the end result of the collisions is that all the pieces become just one or a few planets, then they stay in elliptical orbits. But if they end up becoming many planets, the gravitational pull between them makes them lose energy—and so they form more and more circular orbits.”

Not Really a Surprise

“Actually, this is not really a surprise,” Jørgensen explains, referring to a very clear correlation between the number of planets and how circular the orbits are. “But our solar system is unique in the sense that no other solar systems with as many planets as ours are known. So perhaps it could be expected that our solar system doesn’t fit into the correlation. But it does—as a matter of fact, it is right on.”

The One-Planet Exception

The only solar systems that don’t fit into this rule are systems with only one planet. In some cases, the reason is that in these single-planet systems, the planet is orbiting the star in very close proximity, but in others, the reason is that the systems may actually hold more planets that initially assumed.

In the cases, where solar systems with one planet don’t fit into this rule. says first author Nanna Bach-Møller, “we believe that the deviation from the rule can help us reveal more planets that were hidden up until now. If we are able to see the extent of eccentricity of the planet orbit, then we know how many other planets must be in the system—and vice versa, if we have the number of planets, we now know their orbits. “This would be a very important tool for detecting planetary systems like our own solar system, because many exoplanets similar to the planets in our solar system would be difficult to detect directly, if we don’t know where to look for them.”

Is there Basic, Universal Physics at Work?

No matter which method is used in the search for exoplanets, one reaches the same result. So, there is basic, universal physics at play. the researchers ask: “How many systems possess the same eccentricity as our solar system? – which we can then use to assess how many systems have the same number of planets as our solar system. The answer is that there are only 1% of all solar systems with the same number of planets as our solar system or more. If there are approximately 100 billion stars in the Milky Way, this is, however, still no less than one billion solar systems.”

Number of Planets is What It’s All About

What more does it take to harbor life than being an Earth-size planet in the habitable zone? What is really special here on Earth and in our solar system? Earth is not special—there are plenty of Earth-like planets out there. But perhaps it could be the number of planets and the nature of them. There are many large gas planets in our solar system, half of all of them.

Large Gas Planets the Cause of Our Existence?

Could it be, the team asks, “that the existence of the large gas planets are the cause of our existence here on Earth? A part of that debate entails the question of whether the large gas planets, Saturn and Jupiter, redirected water-bearing comets to Earth when the planet was a half-billion years old, enabling the forming of life here.”

This is the first time research findings show how unique it is for a solar system to be home to eight planets, but at the same time, shows that our solar system is not entirely unique. Our solar system follows the same physical rules for forming planets as any other solar system, we just happen to be in the unusual end of the scale.

But, the study concludes “we are still left with the question of why, exactly, we are here to be able to wonder about it.”

Source: Nanna Bach-Møller et al. Orbital eccentricity–multiplicity correlation for planetary systems and comparison to the Solar system, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2020). DOI: 10.1093/mnras/staa3321


Is our solar system weird?

This artist’s view shows an extrasolar planet orbiting a star (the white spot in the right). Credit: IAU/M. Kornmesser/N. Risinger (skysurvey.org)

Is our Solar System normal? Or is it weird? How does the Solar System fit within the strange star systems we've discovered in the Milky Way so far?

With all the beautiful images that come down the pipe from Hubble, our Solar System has been left with celestial body image questions rivaling that of your average teenager. They're questions we're all familiar with. Is my posture crooked? Do I look pasty? Are my arms too long? Is it supposed to bulge out like this in the middle? Some of my larger asteroids are slightly asymmetrical. Can everyone tell? And of course the toughest question of all… Am I normal?

The idea that stars are suns with planets orbiting them dates back to early human history. This was generally accompanied by the idea that other planetary systems would be much like our own. It's only in the last few decades that we've had real evidence of planets around other stars, known as exoplanets. The first extrasolar planet was discovered around a pulsar in 1992 and the first "hot jupiter" was discovered in 1995.

Most of the known exoplanets have been discovered by the amazing Kepler spacecraft. Kepler uses the transit method, observing stars over long periods of time to see if they dim as a planet passes in front of the star. Since then, astronomers have found more than 1700 exoplanets, and 460 stars are known to have multiple planets. Most of these stellar systems are around main sequence stars, just like the Sun. Leaving us with plenty of systems for comparison.

So, is our Solar System normal? Planets in a stellar system tend to have roughly circular orbits, just like our Solar system. They have a range of larger and smaller planets, just like ours. Most of the known systems are even around G-type stars. Just like ours.….and we are even starting to find Earth-size planets in the habitable zones of their stars. JUST LIKE OURS!

Not so fast…Other stellar systems don't seem to have the division of small rocky planets closer to the star and larger gas planets farther away. In fact, large Jupiter-type planets are generally found close to the star. This makes our solar system rather unusual.

Computer simulations of early planetary formation shows that large planets tend to move inward toward their star as they form, due to its interaction with the material of the protoplanetary disk. This would imply that large planets are often close to the star, which is what we observe. Large planets in our own system are unusually distant from the Sun because of a gravitational dance between Jupiter and Saturn that happened when our Solar System was young.

Although our Solar System is slightly unusual, there are some planetary systems that are downright quirky. There are planetary systems where the orbits are tilted at radically different angles, like Kepler 56, and a sci-fi favorite, the planets that orbit two stars like Kepler 16 and 34. There is even a planet so close to its star that its year lasts only 18 hours, known 55 Cancri e.

Artist’s impression of the solar system showing the inner planets (Mercury to Mars), the outer planets (Jupiter to Neptune) and beyond. Zasluge: NASA

And so, the Kepler telescope has presented us with a wealth of exoplanets, that we can compare our beautiful Solar System to. Future telescopes such as Gaia, which was launched in 2013, TESS and PLATO slated for launch in 2017 and 2024 will likely discover even more. Perhaps even discovering the holy grail of exoplanets, a habitable planet with life…