Astronomija

Kakšna je razdalja med sončnimi sistemi do središča galaksije?

Kakšna je razdalja med sončnimi sistemi do središča galaksije?


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.

Razdalja od našega sončnega sistema do najbližjega je približno 260.000 AU. Zanima me, kakšna je najmanjša razdalja med dvema Osončjema. Ker naj bi bilo središče naše galaksije bolj gosto od spirale, na kateri je naš Osončje, predvidevam, da bi bile razdalje med sosednjimi Osončji manjše. Prosimo, navedite količinske številke in sklice na strokovne revije, če je to mogoče.


V resnici ne vemo, kakšna je statistika pogostnosti sončnih sistemov v odvisnosti od zvezdne gostote in mnogi takšni sistemi v gostih regijah lahko motijo ​​bližnja srečanja z drugo zvezdo.

Predvidevam, da želite oceno gostote zvezd v odvisnosti od galaktocentričnega polmera.

V sončni soseski je 378 znanih zvezd na razdalji 10pc od Sonca, v skladu s projektom RECONS. To daje zvezdno gostoto $ n = 0,09 $ na kubični parsek, ki vključuje zvezde vseh množic in bele pritlikavke. Vendar to vključuje več sistemov. Če vprašamo, kakšna je gostota zvezdnih sistemov, potem je bolj všeč $ n = 0,075 $ na kubični parsek.

Povprečno razdaljo med zvezdami je težko izračunati zaradi težave z več sistemi. Približno polovica zvezd je v več sistemih, s spremljevalcem na razdalji kar koli od delca AU do $10^5$ AU, čeprav je porazdelitev največja pri približno 1000 AU.

Povprečna razdalja med sistemi je približno $ n ^ {- 1/3} $, kar je približno 2,36 pc (ali 7 svetlobnih let).

Gostota zvezd se dramatično poveča proti galaktični izboklini in nato spet proti središču. Ker pa dejansko ne bi zaznali vseh zvezd z zelo majhno maso, ki jih lahko vidimo v sončni soseščini, se ocene zvezdne gostote do neke mere opirajo na predpostavko, da je porazdelitev mase zvezd vseskozi podobna. Tu obstajajo velike negotovosti; veliko podrobnosti je obravnavano v pregledu Genzel et al. (2010). Zdi se, da je konsenz, da je v osrednjem parseku približno milijon zvezd, kar daje povprečno ločitev 0,01 pc ali 2500 AU.

Ta gostota v prvih 10 kosov pade za nekaj zaporedjev velikosti. Izboklina Galaksije ima polmer približno 2 kpc in maso, večinoma v zvezdah, približno 2 $ krat 10 ^ {10} M _ { odot} $. Če ima povprečna zvezda maso $ sim 0,3 M _ { odot} $ (tako kot v sončni bližini), potem je zvezdna gostota v izboklini približno 2 na kubični parsek, s povprečno zvezdno ločitvijo 0,8 pc (ali 3 svetlobna leta).


Kakšna je razdalja med sončnimi sistemi do središča galaksije? - astronomija

Se razdalja od Zemlje do Sonca povečuje in, če, za koliko v kilometrih na (zemeljsko) leto?

Najprej bi moral reči, da je zemeljska orbita okoli Sonca eliptična, ni popolnoma krožna, zato se razdalja Zemlja-Sonce spreminja, ko govorimo samo od Zemlje, ki potuje po svoji orbiti okoli Sonca. Za razpravo o tem glejte tukaj.

Se sama orbita spreminja? No, obstaja nekaj dolgotrajnih nihanj, vendar so ta zelo majhna in ne pomenijo, da se sistematično premikamo proti Soncu ali stran od njega.

Obstaja učinek, zaradi katerega se zelo počasi oddaljujemo od Sonca. To je plimovanje med Soncem in Zemljo. To upočasni vrtenje Sonca in potisne Zemljo dlje od Sonca. Tu lahko preberete o plimovanju in oseki, saj so povezane s sistemom Zemlja-Luna. Načelo sistema Sonce-Zemlja bi moralo biti enako. Toda kako velik je to učinek? Izkazalo se je, da je letno povečanje razdalje med Zemljo in Soncem od tega učinka le približno en mikrometer (milijoninka metra ali desettisočnica centimetra). Torej je to a zelo majhen učinek.

Obstaja še en učinek, ki je prav tako majhen, vendar nekoliko večji od plimovanja. Sonce poganja jedrska fuzija, kar pomeni, da Sonce nenehno spreminja majhen del svoje mase v energijo. Ko se masa Sonca spušča, naša orbita postane sorazmerno večja. Vendar pa bo Sonce v celotnem življenju Sonca (približno 10 milijard let) izgubilo le približno 0,1% svoje mase, kar pomeni, da bi se Zemlja morala izseliti za samo

150.000 km (majhen v primerjavi s skupno razdaljo Zemlja - Sonce,

150.000.000 km). Če predpostavimo, da je sončna hitrost jedrske fuzije danes enaka povprečni hitrosti v teh 10 milijard letih (drzna predpostavka, vendar bi nam morala dati približno predstavo o odgovoru), potem se od Sonca oddaljujemo po stopnji

1,5 cm (manj kot centimeter) na leto. Verjetno mi ni treba niti omenjati, da je to tako majhno, da se nam ne bi bilo treba bati, da bi zmrznili.

O avtorju

Christopher Springob

Chris preučuje strukturo vesolja velikega obsega z uporabo posebnih hitrosti galaksij. Leta 2005 je doktoriral pri Cornellu, zdaj pa je docent na Univerzi v Zahodni Avstraliji.


Kakšna je razdalja med sončnimi sistemi do središča galaksije? - astronomija

Je res, da ko sledimo planetom od sonca, se razdalja vsakič približno podvoji? Ali to pomeni, da je Venera bližje Zemlji kot Mars?

Ja, res je, da obstaja nekaj vzorca glede oddaljenosti planetov od Sonca. Venera je od Sonca 1,8-krat oddaljena od Merkurja, Zemlja pa približno 1,4-krat od Sonca kot Venera. Mars je 1,5-krat dlje od Zemlje. Zdi se, da je to vzorec - vsak planet je lahko od 1,4 do 1,8-krat bolj oddaljen od sonca kot njegov "notranji" sosed. Nato pride težava - Jupiter je 3,4-krat dlje od sonca kot Mars. Tu vzorec razpade, čeprav nekateri pravijo, da bi lahko asteroidni pas, ki je med Jupitrom in Marsom, nadomestek za planet. Potem je Saturn 1,8-krat dlje od Jupitra, Uran 2-krat dlje od Saturna, Neptun pa 1,6-krat dlje od Sonca kot Uran. Pluton sploh ne ustreza temu vzorcu. Zdi se torej, da gre za nekakšen vzorec, vendar ni prave teorije, ki bi pojasnila, zakaj so planeti končali na razdalji, ki so jo naredili, zato bi lahko bilo tudi povsem naključje, da so nekoliko enakomerno razporejeni.

Torej pravilo "podvojitve" sicer deluje, vendar le približno. To pomeni, da da, razlika med povprečno orbitalno razdaljo Marsa od Sonca in povprečno orbitalno razdaljo Zemlje od Sonca je večja (približno 78 milijonov km) kot razlika med povprečno Zemljino orbitalno razdaljo od Sonca do Venere ' povprečna orbitalna oddaljenost od Sonca (41 milijonov km). Ker pa razdalja med Zemljo in drugimi planeti ni odvisna samo od velikosti njihovih orbit, temveč tudi od tega, kje so v orbiti med seboj, Venera ni vedno bližje Zemlji kot Mars.

Stran je bila nazadnje posodobljena 18. julija 2015.

O avtorju

Cathy Jordan

Cathy je maja 2003 diplomirala na Cornellu, maja 2005 pa magistra izobraževanja. Raziskovala je vzorce vetra na Jupitru, medtem ko je bila na Cornellu. Zdaj je učiteljica 8. razreda naravoslovja v Naticku, MA.


Orion Arm

The Orion Arm je manjši spiralni krak Galaksije Rimske ceste, ki je dolg 3.500 svetlobnih let (1.100 parsekov) in dolg približno 10.000 svetlobnih let (3.100 parsekov), [2] ki vsebuje Osončje, vključno z Zemljo. Na to se sklicuje tudi s polnim imenom, Orion – Cygnus Arm, tako dobro, kot Lokalna roka, Orionov mostin prej Lokalni Spur in Orion Spur.

Roka je poimenovana po ozvezdju Orion, ki je eno najvidnejših ozvezdij zime na severni polobli (poletje na južni polobli). Nekatere najsvetlejše zvezde in najbolj znani nebesni predmeti ozvezdja (npr. Betelgeuse, Rigel, tri zvezde Orionovega pasu, meglica Orion) so v njem, kot je prikazano na interaktivnem zemljevidu spodaj.

Roka je med krakom Carina-Strelec (lokalni deli so proti Galaktičnemu centru) in Perzejevim krakom (lokalni del je glavni najbolj zunanji krak in eden od dveh glavnih krakov galaksije).

Dolgo se je mislilo, da gre za manjšo strukturo, in sicer za "spodbudo" med omenjenima rokama. Sredi leta 2013 so bili predstavljeni dokazi, da je Orionova roka morda veja Perzejeve roke ali morda neodvisen segment roke. [3]

Sončni sistem je znotraj roke blizu notranjega roba, v relativni votlini v medzvezdnem mediju, znan kot Lokalni mehurček, približno na polovici dolžine roke, približno 8000 parsekov (26.000 svetlobnih let) od Galaktičnega centra.

V zadnjem času sta bila izmerjena paralaksa in pravilno gibanje več kot 30 metanolskih (6,7-GHz) in vode (22-GHz) maserjev v območjih z veliko maso, ki tvorijo zvezde, v nekaj kiloparsekih Sonca. Natančnost merjenja je bila boljša od ± 10% in celo 3%, kar je bila najboljša meritev paralakse v projektu BeSSeL. Lokacije natančnosti medzvezdnih maserjev v HMSFR so pokazale, da se zdi, da je lokalni krak del osirotele kraka med krakoma Strelca in Perzeja, ki zavija okoli manj kot četrtino Rimske ceste. Odsek je dolg

20.000 ly in širina

3.000 ly s kotom naklona od 10,1 ° ± 2,7 ° do 11,6 ° ± 1,8 °. Ti rezultati razkrivajo, da je Lokalni krak večji, kot so mislili prej, in tako kot naklona kot hitrost nastajanja zvezd sta primerljiva s tistimi v glavnih spiralnih krakih Galaksije. Lokalni krak se upravičeno imenuje peta značilnost Rimske ceste. Razlaga "spodbud" je lahko napačna. [4] [5] [6] [7] [8]

Da bi razumeli obliko lokalnega kraka med krakoma Strelca in Perzeja, smo s pomočjo Gaia DR2 preslikali zvezdno gostoto določene populacije zvezd s približno 1 Gyr starostjo med 90 ° ≤ l ≤ 270 °. [9] Populacija 1 Gyr je bila zaposlena, ker so bistveno bolj razviti predmeti kot plin v HMSFR-jih, ki sledijo lokalnemu kraku. Izvedene so bile zanimive raziskave za primerjavo zvezdne gostote in porazdelitve plina vzdolž lokalnega kraka. Raziskovalci so odkrili rahlo pomembno roko podobno zvezdni prekomerni gostoti blizu Lokalne roke, identificirane s HMSFR, zlasti v območju 90 ° ≤ l ≤ 190 °. [10] Lokalno roko so sklenili kot segment roke, povezan le z oblaki, ki tvorijo plin in zvezde, vendar z veliko zvezdno prekomerno gostoto. Poleg tega so ugotovili, da je kot naklona zvezdnega kraka nekoliko večji od roke, določene s plinom, prav tako pa obstaja odmik med plinom definirano in zvezdno roko. Odmik in različni koti naklona med zvezdnimi in HMSFR definiranimi spiralnimi kraki so skladni s pričakovanjem, da tvorba zvezd zaostaja za stiskanjem plina v spiralnem gostotnem valu, ki traja dlje od običajnega časovnega obdobja 10 7 - 10 8 let. [11]


Najbližji superjaki

10 13 - 10 14 sončnih mas. Največji grozdi se lahko razširijo na več milijonov svetlobnih let vesolja. V njih naj bi bilo devetdeset odstotkov galaksij!

Slike supergrustov na straneh Najbližje Supercluster niso fotografije samih superjakov. Vsak super grozd je predstavljen s slikami glavnih skupin v njem, kot je navedeno spodaj. Upoštevajte, da ima veliko teh slik v ospredju zvezde iz naše galaksije.

Devica Supercluster: To je naš Lokalni super grozd - imenuje se Deviški grozd, ker v njem prevladuje jata galaksije Devica. Grozd, ki je naslednji najbogatejši v galaksijah, je grozd Fornax. Za več informacij o grozdu Devica glejte stran Lokalni super grozd.

Supercluster komi: Dve glavni kopici galaksij, ki tu prevladujeta, sta jata Koma (Abell 1656) in Levja grozd (Abell 1367). Slika grozda Coma je zaščitena z avtorskimi pravicami Duncan A. Forbes (Univerza Swinburne, Avstralija). Slika Leo Cluster je iz digitalizirane ankete STScI.

Hydra Supercluster: Edina kopica, bogata z galaksijami v Hydra Supercluster, je Hydra Cluster (Abell 1060). Vsebuje podobno število galaksij kot jata Devica. Obstajajo tudi drugi manjši grozdi - najbogatejši od njih je grozd Antlia. Uporabljeni posnetki grozdov Hydra in Antlia so bili iz digitalizirane ankete STScI.

Centaurus Supercluster: Ker se ravnina naše lastne galaksije prereže območje neba, v katerem je Centaurus Supercluster, bodo na vseh slikah kopic galaksij v njej bližnje zvezde v ospredju. Tu prevladuje grozd Kentavra (Abell 3526), ​​katerega podoba je iz digitalizirane raziskave neba STScI.

Perceus-Pices Supercluster: Superjar Perzej-Ribe je sestavljen iz številnih kopic galaksij, ki tvorijo dolgo gosto steno, ki se razteza na skoraj 300 milijonov svetlobnih let. Na enem koncu je jata Perzej (Abell 426), ki je ena izmed najbolj masivnih kopic galaksij v 500 milijonih letih od nas. (Ta grozd se reprezentativno uporablja na strani Najbližji superjaki.) Zaradi svoje strukture je Perluus-Picesov super grozd morda najočitnejši grozd na nebu. Leži tudi v bližini morda najbolj očitne praznine na nebu, imenovane Taurus Void. Praznina Bika s premerom 100 milijonov svetlobnih let je velika in krožna, na obeh straneh pa stene galaksij. V njej pa je nekaj galaksij. Atlas of the Universe ima sliko STScI digitalizirane ankete neba dveh galaksij v tej praznini, UGC2627 in UGC2629, ki sta oddaljeni 185 milijonov svetlobnih let.

Resnično dobra referenca z dobrimi zemljevidi najbližjih superjaz in praznin so strani Atlas vesolja: Najbližji superjaki in Sosednji superjaki. Sledi eden od diagramov s te odlične strani, ki jo je ustvaril Richard Powell.

Informacije o razdalji

Za super jato je težko določiti natančno razdaljo, ker so jate galaksij v njej pogosto oddaljene milijone svetlobnih let!

Hydra Supercluster je dolg približno 100 milijonov svetlobnih let, kopice galaksij v njem pa so od nas oddaljene približno 105 do 160 milijonov svetlobnih let.

Superklaster Coma je od nas oddaljen približno 300 milijonov svetlobnih let - njegovi dve glavni kopici galaksij, Coma in Leo, sta oddaljeni približno 305 oziroma 290 milijonov svetlobnih let. 300 milijonov svetlobnih let je 2.838.000.000.000.000.000.000 km.

Grozdi znotraj superjaste Centaurus se gibljejo od približno 140 do 200 milijonov svetlobnih let od nas.

Superjazdo Perzej-Pices je dolgo približno 300 milijonov svetlobnih let, grozdi v njem pa so oddaljeni približno 180 do 240 milijonov svetlobnih let!

Kako izračunamo razdalje te velikosti?

Ko govorimo o razdaljah do stvari, kot so galaksije, ki so zelo zelo daleč (milijoni svetlobnih let), pogosto govorimo o njihovih rdečih premikih. Galaksije oddajajo svetlobo. Svetloba prihaja v različnih valovnih dolžinah. Če svetlobo iz galaksije delimo s prizmo, lahko opazujemo njen spekter. Vidni spekter tipične galaksije je videti kot širok svetlobni pas na večini valovnih dolžin z nekaj temnimi absorpcijskimi črtami na vrhu. Te absorpcijske črte se pojavljajo pri zelo določenih valovnih dolžinah ali "barvah", ki jih določa obilen plin (vključno z vodikom) v galaksiji.

Če se galaksija oddaljuje od nas, se "barve" absorpcijskih linij, ki jih vidimo tukaj na Zemlji, premaknejo proti daljšim, rdečim valovnim dolžinam svetlobe. Temu pravimo rdeči premik. Če se galaksija premika proti nam, postane njen spekter modrejši ali modro pomaknjen.

Hitrost, s katero se galaksija oddaljuje od nas, je sorazmerna z njeno oddaljenostjo od nas. Dlje ko je predmet od nas, hitreje se odmika!

Temu se reče Hubblov zakon po Edwinu Hubblu, ki je leta 1925 naključno odkril, da se vse galaksije oddaljujejo od nas. Hubblov zakon nam pove, da je recesijska hitrost (ali hitrost, ki se nam objekt oddaljuje), enaka razdalji Hubblove konstante. To pomeni, da če lahko izmerimo recesijsko hitrost predmeta, določeno z rdečim premikom, lahko določimo njegovo razdaljo. Z metodo Hubble lahko poiščemo razdalje astronomskih predmetov do meja opazovanega vesolja.

Konstanta v Hubblovem zakonu pa je negotova (morda s faktorjem 2), zato so podobno negotove tudi meritve razdalje.

Zakaj so te razdalje pomembne za astronome?

Na tej razdalji smo dovolj daleč od domačega planeta, da lahko začnemo videti, kako je vesolje strukturirano. Smo majhen del veliko večje slike, kot si je lahko predstavljal zgodnji znanstvenik, kakršen je bil Aristotel. Naš planet je del sončnega sistema, ki je v zvezdnem sistemu, ki je v zunanjem kraku galaksije, ki je del kopice galaksij, ki je del superskupine galaksij. Zdaj lahko vidimo, da so ti superjaki galaksij porazdeljeni ne enakomerno po vesolju, temveč v filmih, listih in stenah, posejanih z velikimi, skoraj praznimi prazninami. Ko več pomanjšamo, bomo imeli še boljšo sliko obsežnih struktur, ki tvorijo vesolje.

Potovalni čas

Če bi potovali s hitrostjo 17,3 km / s, bi trajalo 5.200.000.000.000 let, da bi prišli do Superclustera Coma. Če bi lahko potovali s svetlobno hitrostjo, bi trajalo 300 milijonov let!


Astronomi potrjujejo orbito najbolj oddaljenega predmeta, ki so ga kdaj koli opazili v našem sončnem sistemu

SLIKA: Razdalje sončnega sistema do merila, ki kažejo na novo odkriti planetoid z vzdevkom "Farfarout", v primerjavi z drugimi znanimi predmeti sončnega sistema, vključno s prejšnjim rekorderjem 2018 VG18 "Farout", ki ga je prav tako našel. Poglej več

Zasluge: Zasluge: Roberto Molar Candanosa, Scott S. Sheppard (Carnegie Institution for Science) in Brooks Bays (University of Hawai? I)

Skupina astronomov, vključno z izrednim profesorjem Chadom Trujillom z oddelka za astronomijo in planetarne znanosti univerze Severne Arizone, je potrdila planetoid, ki je od Sonca skoraj štirikrat bolj oddaljen od Plutona, zaradi česar je najbolj oddaljen objekt, kar smo ga kdaj opazili v našem osončju. Planetoid, ki je dobil vzdevek "Farfarout", je bil prvič odkrit leta 2018, ekipa pa je zdaj zbrala dovolj opazovanj, da bi določila njegovo orbito. Center Minor Planet mu je zdaj podelil uradno oznako 2018 AG37.

Farfaroutov vzdevek ga je ločil od prejšnjega rekorderja "Farout", ki ga je ista ekipa astronomov našla leta 2018. Poleg Trujilla so v ekipi odkritja še Scott S. Sheppard iz Carnegie Institution for Science in David Tholen z univerze na Hawajih Inštitut za astronomijo, ki ima stalno raziskavo za preslikavo zunanjega sončnega sistema izven Plutona.

Farfarout bo dobil uradno ime (na primer Sedna in drugi podobni predmeti), potem ko bo v naslednjih nekaj letih bolje določena njegova orbita. Odkrit je bil v 8-metrskem teleskopu Subaru, ki se nahaja na vrhu Maunakee na Havajih, in je bil v zadnjih nekaj letih obnovljen s teleskopom Gemini North in Magellan, da bi določil svojo orbito na podlagi počasnega gibanja po nebu.

Povprečna oddaljenost Farfarouta od Sonca je 132 astronomskih enot (au) 1 au je razdalja med Zemljo in Soncem. Za primerjavo, Pluton je od Sonca oddaljen le 39 av. Novoodkriti objekt ima zelo podolgovato orbito, ki ga odpelje do 175 av na najbolj oddaljeno in znotraj orbite Neptuna do približno 27 av, ko je blizu Sonca.

Farfaroutovo potovanje okoli Sonca traja približno tisoč let in vsakič prečka orbito masivnega planeta Neptun. To pomeni, da je Farfarout verjetno doživel močno gravitacijsko interakcijo z Neptunom v času sončnega sistema in je razlog, zakaj ima tako veliko in podolgovato orbito.

"Eno samo kroženje Farfarouta okoli Sonca traja tisočletje," je dejal Tholen. "Zaradi te dolge orbite se po nebu premika zelo počasi, kar zahteva večletna opazovanja, da se natančno določi njegova pot."

Farfarout je zelo šibek in glede na njegovo svetlost in oddaljenost od Sonca ekipa ocenjuje, da je njegova velikost približno 400 km, kar jo postavlja na spodnji del pritlikavega planeta, ob predpostavki, da je ledom bogat objekt.

"Odkritje Farfarout-a kaže na našo vedno večjo zmožnost kartiranja zunanjega sončnega sistema in opazovanja vse dlje proti robu našega sončnega sistema," je dejal Sheppard. "Šele z napredkom velikih digitalnih kamer na zelo velikih teleskopih v zadnjih nekaj letih je bilo mogoče učinkovito odkrivati ​​zelo oddaljene predmete, kot je Farfarout. Čeprav so nekateri od teh oddaljenih objektov precej veliki in imajo velikost pritlikavih planetov, zelo šibki zaradi svoje skrajne oddaljenosti od Sonca. Farfarout je le vrh ledene gore objektov sončnega sistema v zelo oddaljenem sončnem sistemu. "

Ker Neptun močno sodeluje z Farfaroutom, njegove orbite in gibanja ni mogoče uporabiti, da bi ugotovili, ali v zelo oddaljenem sončnem sistemu obstaja še en neznan masiven planet, saj te interakcije prevladujejo nad orbitalno dinamiko Farfarouta. Samo tiste predmete, katerih orbite ostanejo v zelo oddaljenem sončnem sistemu, daleč izven gravitacijskega vpliva Neptuna, je mogoče uporabiti za iskanje znakov neznanega masivnega planeta. Mednje spadata Sedna in 2012 VP113, ki pa se, čeprav sta trenutno bližje Soncu kot Farfarout (približno 80 AU), nikoli ne približata Neptunu in bi zato namesto njih močno vplival Planet X.

"Farfaroutova orbitalna dinamika nam lahko pomaga razumeti, kako se je Neptun oblikoval in razvijal, saj je bil Farfarout verjetno vržen v zunanji sončni sistem, ker se je v daljni preteklosti preveč približal Neptunu," je dejal Trujillo. "Farfarout bo verjetno spet močno sodeloval z Neptunom, saj se njihove orbite še naprej sekajo."

O univerzi Severne Arizone

Univerza v Severni Arizoni je visoko raziskovalna ustanova, ki ponuja izjemne možnosti za izobraževanje v Arizoni in širše. NAU svojim strogim akademskim programom v podpornem, vključujočem in raznolikem okolju svojim skoraj 30.000 študentom v Flagstaffu, po vsej državi in ​​na spletu, nudi izkušnje, osredotočene na študente. Namenska, svetovno znana fakulteta pomaga študentom zagotoviti akademsko odličnost, izkusiti osebnostno rast, imeti pomembne raziskovalne priložnosti in si prizadevati za osebni in poklicni uspeh.

Izjava o omejitvi odgovornosti: AAAS in EurekAlert! ne odgovarjamo za točnost objav novic, objavljenih na EurekAlert! s prispevanjem institucij ali za uporabo kakršnih koli informacij prek sistema EurekAlert.


NASA-in Spitzer opazi planet globoko v naši galaksiji

Nasin vesoljski teleskop Spitzer se je združil s teleskopom na tleh, da bi našel oddaljeni plinski planet, oddaljen približno 13.000 svetlobnih let, zaradi česar je eden najbolj oddaljenih planetov, ki jih poznamo.

›Vesoljski observatorij odkriva enega najbolj oddaljenih planetov, ki so znani

›Raziskave pomagajo določiti, kje so eksoplaneti po celotni Mlečni cesti

NASA-in vesoljski teleskop Spitzer se je združil s teleskopom na tleh, da bi našel oddaljen plinski planet, oddaljen približno 13.000 svetlobnih let, zaradi česar je eden najbolj oddaljenih planetov, ki jih poznamo.

Odkritje dokazuje, da lahko Spitzerja - z njegovega edinstvenega ostriža v vesolju - rešimo uganko o tem, kako so planeti porazdeljeni po naši ravni, galaksiji Rimske ceste v obliki spirale So močno koncentrirani v njegovem osrednjem vozlišču ali bolj enakomerno razporejeni po njegovih predmestjih?

"Ne vemo, ali so planeti pogostejši v osrednji izboklini naše galaksije ali na disku galaksije, zato so ta opazovanja tako pomembna," je povedala Jennifer Yee iz Harvard-Smithsonian Centra za astrofiziko, Cambridge, Massachusetts in NASA Saganov kolega. Yee je vodilni avtor ene od treh novih študij, ki so se pred kratkim pojavile v Astrophysical Journal, ki opisuje sodelovanje med astronomi, ki uporabljajo Spitzer, in poljskim eksperimentom optičnega gravitacijskega lečenja ali OGLE.

Varšavski teleskop OGLE na observatoriju Las Campanas v Čilu skenira nebo za planete z metodo, imenovano mikroobčutitev. Mikroobjelitveni dogodek se zgodi, ko ena zvezda preide pred drugo, njena gravitacija pa deluje kot leča za povečanje in osvetlitev oddaljene zvezdine svetlobe. Če ima ta zvezda v ospredju planet v orbiti okoli sebe, bi planet lahko povzročil povečanje.

Astronomi uporabljajo te bliskavice za iskanje in karakterizacijo planetov, oddaljenih deset tisoč svetlobnih let v osrednji izboklini naše galaksije, kjer so pogostejša prehajanja zvezd. Naše sonce se nahaja v predmestju galaksije, približno dve tretjini poti iz središča. Celotna tehnika mikroobjemanja je do zdaj prinesla približno 30 odkritij planetov, najbolj oddaljena pa je približno 25.000 svetlobnih let stran.

"Poskusi mikroobjemanja že zaznavajo planete od sončne soseske do skoraj središča Rimske ceste," je povedal soavtor Andrew Gould z državne univerze Ohio v državi Columbus. "In tako nam lahko načeloma sporočijo relativno učinkovitost nastajanja planetov na tem ogromnem območju naše galaksije."

Microlensing dopolnjuje druga orodja za lovljenje planetov, na primer NASA-jevo poslanstvo Kepler, ki je odkrilo več kot 1000 planetov bližje domu. Vendar se sooča z enim ključnim problemom: ta metoda ne more vedno natančno zmanjšati razdalje do opazovanih zvezd in planetov. Medtem ko lahko zvezda, ki mineva, poveča luč bolj oddaljene zvezde, jo le redko vidimo, zato je naloga merjenja, kako daleč je, zahtevna.

Od približno 30 planetov, ki so jih doslej odkrili z mikroobjemanjem, približno polovice ni mogoče pritrditi na točno določeno lokacijo. Rezultat je kot planetarni zemljevid zakladov, ki mu manjka X-jev.

Tu lahko pomaga Spitzer, zahvaljujoč svoji oddaljeni Zemljini orbiti. Spitzer kroži okoli našega sonca in je trenutno od Zemlje oddaljen približno 207 milijonov kilometrov. To je dlje od Zemlje kot Zemlja od našega sonca. Ko Spitzer hkrati z teleskopom na Zemlji opazuje mikrolezni dogodek, zaradi velike razdalje med obema teleskopoma in njunima edinstvenima razglednima točkama zvezda zasveti ob drugem času. Ta tehnika se običajno imenuje paralaksa.

"Spitzer je prvi vesoljski teleskop, ki je meril paralakso miklenz za planet," je dejal Yee. "Tradicionalne tehnike paralakse, ki uporabljajo zemeljske teleskope, niso tako učinkovite na tako velikih razdaljah."

Uporaba vesoljskih teleskopov za opazovanje mikroobjektivnih dogodkov je zapletena. Zemeljski teleskopi pošljejo opozorila astronomski skupnosti, ko se dogodek začne, vendar lahko aktivnost hitro izzveni in traja v povprečju približno 40 dni. Skupina Spitzer se je trudila, da bi začela kampanje mikroobjemanja takoj tri dni po prejemu opozorila.

V primeru novoodkritega planeta je bilo trajanje dogodka mikroobjemanja nenavadno dolgo, približno 150 dni. Tako teleskopi Spitzer kot OGLE so v povečavi zaznali opozorilni planetarni zdrs, Spitzer pa ga je videl 20 dni prej.

Ta časovni zamik med ogledom dogodka OGLE in Spitzerja je bil uporabljen za izračun razdalje do zvezde in njenega planeta. Poznavanje razdalje je znanstvenikom omogočilo tudi določitev mase planeta, ki je približno polovica mase Jupitra.

Spitzer je v sodelovanju z OGLE in številnimi drugimi zemeljskimi teleskopi spremljal 22 drugih dogodkov mikroobjemanja. Čeprav ta opazovanja niso odkrila novih planetov, so podatki ključnega pomena za učenje populacijske statistike zvezd in planetov v središču naše galaksije. Spitzer bo to poletje spremljal približno 120 dodatnih dogodkov mikroobjenstiranja.

"Do zdaj smo v glavnem raziskovali lastno sončno sosesko," je povedal Sebastiano Calchi Novati, gostujoči Saganov sodelavec na NASA-inem znanstvenem inštitutu Exoplanet na Kalifornijskem tehnološkem inštitutu v Pasadeni. "Zdaj lahko s temi posameznimi lečami pripravimo statistiko planetov kot celote in se naučimo njihove porazdelitve v galaksiji."

NASA-in laboratorij za reaktivni pogon v Pasadeni v Kaliforniji upravlja misijo vesoljskega teleskopa Spitzer za NASA-in direktorat za znanstveno misijo v Washingtonu. Znanstvene operacije potekajo v Znanstvenem centru Spitzer na Kalifornijskem tehnološkem inštitutu v Pasadeni. Operacije vesoljskih plovil temeljijo na podjetju Lockheed Martin Space Systems Company, Littleton v Koloradu. Podatki se arhivirajo v Infrared Science Archive, ki se nahaja v Infrared Processing and Analysis Center v Caltechu. Caltech upravlja JPL za NASA.


Veliko presenečenje z roba sončnega sistema: magnetni mehurčki (z videoposnetkom)

Stari in novi pogledi na heliosheath. Rdeče in modre spirale so graciozno ukrivljene linije magnetnega polja pravoslavnih modelov. Novi podatki Voyagerja mešanici dodajo magnetno peno (vložek). Zasluge: NASA

(PhysOrg.com) - NASA-jeve sonde Voyager resnično gredo tja, kamor še nihče ni šel. Tiho drsijo proti zvezdam, 9 milijard milj od Zemlje, in prikazujejo novice z najbolj oddaljenih, neraziskanih koncev sončnega sistema.

Znanstveniki misije pravijo, da so sonde pravzaprav poslale nekaj zelo velikih novic.

Po računalniških modelih so mehurčki veliki, široki približno 100 milijonov kilometrov, zato bi hitro sonde potrebovale tedne, da bi prečkale le enega izmed njih. Voyager 1 je v območje "pene" vstopil okoli leta 2007, Voyager 2 pa približno leto kasneje. Sprva raziskovalci niso razumeli, kaj Voyagerji zaznavajo - zdaj pa imajo dobro idejo.

"Sončno magnetno polje se razteza vse do roba sončnega sistema," pojasnjuje Opher. "Ker se sonce vrti, se njegovo magnetno polje zasuka in naguba, nekoliko spominja na balerinino krilo. Daleč, daleč stran od sonca, kjer so zdaj Voyagerji, se nabori krila zgrnejo."

Ko se magnetno polje tako močno zloži, se lahko zgodijo zanimive stvari. Linije magnetne sile se križajo in "ponovno povežejo". (Magnetna ponovna povezava je enak energijski proces, na katerem temeljijo sončne žarke.) Prenatrpani gube krila se včasih eksplozivno reorganizirajo v penaste magnetne mehurčke.

"Nikoli nismo pričakovali, da bomo našli takšno peno na robu sončnega sistema, ampak tam je!" pravi Opherjev kolega, fizik z Univerze v Marylandu Jim Drake.

Z uporabo računalniškega modela, ki temelji na podatkih Voyagerja, so znanstveniki dokazali, da sončno magnetno polje zaradi ponovne povezave postane mehurček v heliosheathu. Zasluge: NASA / Goddard Space Flight Center

Teorije, ki segajo v petdeseta leta, so napovedovale povsem drugačen scenarij: oddaljeno magnetno polje sonca naj bi se krožilo v razmeroma gracioznih lokih, sčasoma pa se je zložilo nazaj, da bi se ponovno pridružilo soncu. Dejanski mehurčki so videti samostojni in v bistvu ločeni od širšega sončnega magnetnega polja.

Odčitki senzorjev energijskih delcev kažejo, da se Voyagerji občasno potapljajo v peno in iz nje, tako da morda obstajajo regije, kjer še vedno obstajajo stare ideje. Vendar ni dvoma, da samo stari modeli ne morejo pojasniti, kaj so Voyagerji našli.

Drake pravi: "Še vedno se trudimo razmisliti o posledicah teh ugotovitev."

Magnetni mehurčki na robu sončnega sistema so široki približno 100 milijonov milj - podobno kot razdalja med Zemljo in Soncem. Zasluge: NASA

The structure of the sun's distant magnetic field—foam vs. no-foam—is of acute scientific importance because it defines how we interact with the rest of the galaxy. Researchers call the region where the Voyagers are now "the heliosheath." It is essentially the border crossing between the Solar System and the rest of the Milky Way. Lots of things try to get across—interstellar clouds, knots of galactic magnetism, cosmic rays and so on. Will these intruders encounter a riot of bubbly magnetism (the new view) or graceful lines of magnetic force leading back to the sun (the old view)?

The case of cosmic rays is illustrative. Galactic cosmic rays are subatomic particles accelerated to near-light speed by distant black holes and supernova explosions. When these microscopic cannonballs try to enter the solar system, they have to fight through the sun's magnetic field to reach the inner planets.

Computer simulation of the magnetic reconnection in the heliosheath.

"The magnetic bubbles appear to be our first line of defense against cosmic rays," points out Opher. "We haven't figured out yet if this is a good thing or not."

On one hand, the bubbles would seem to be a very porous shield, allowing many cosmic rays through the gaps. On the other hand, cosmic rays could get trapped inside the bubbles, which would make the froth a very good shield indeed.

So far, much of the evidence for the bubbles comes from the Voyager energetic particle and flow measurements. Proof can also be obtained from the Voyager magnetic field observations and some of this data is also very suggestive. However, because the magnetic field is so weak, the data takes much longer to analyze with the appropriate care. Thus, unraveling the magnetic signatures of bubbles in the Voyager data is ongoing.

"We'll probably discover which is correct as the Voyagers proceed deeper into the froth and learn more about its organization," says Opher. "This is just the beginning, and I predict more surprises ahead."


Living in the Galactic Danger Zone

We know for certain that life exists in the Milky Way galaxy: that life is us. Scientists are continually looking to understand more about how life on our planet came to be and the conditions that must be met for its survival, and whether those conditions can be replicated elsewhere in the Universe. It turns out that looking at our entire Galaxy, rather than focusing just on life-giving properties of our planet or indeed the habitability of regions of our own Solar System, is a good place to start.

How far our planet orbits from the Sun, along with other factors such as atmospheric composition, a carbon cycle and the existence of water, has told astronomers much about the conditions that are required for life to not only originate, but to survive on rocky worlds. This distance from a star is referred to, quite simply, as the &lsquoHabitable Zone&rsquo or sometimes the &lsquoGoldilocks Zone&rsquo because conditions here are neither too hot or too cold for water to be liquid on the planet&rsquos surface — conditions just right for life as we know it to thrive.

Copernican theory tells us that our world is a typical rocky planet in a typical planetary system. This concept has spurred some astronomers to start thinking bigger, way beyond the simplicity of any one planetary system and instead towards much grander scales. Astronomers are exploring whether there is a Galactic Habitable Zone (GHZ) in our Galaxy &ndash a region of the Milky Way that is conducive to forming planetary systems with habitable worlds. The Galactic Habitable Zone implies that if there are conditions just right for a planet around a star, then the same must go for a galaxy.

This concept was first introduced by geologist and paleontologist Peter Ward and Donald Brownlee, an astronomer and astrobiologist, in their book, &lsquoRare Earth&rsquo. The idea of a GHZ served as an antagonistic view point to the Copernican principle. Despite scientists such as Carl Sagan and Frank Drake favoring the theory of mediocrity based on the Copernican model, which supports the probability of the Universe hosting other forms of complex life, Ward and Brownlee were certain our Earth and the conditions within our Galaxy that allowed such life to evolve are both extremely rare. Their answer to the famous Fermi paradox &ndash if extraterrestrial aliens are common, why is their existence not obvious? &ndash is that alien life more complex than microbes is not very common at all, requiring a number of factors, each of low possibility, to come into play. In short, Ward and Brownlee were suggesting that much of the Galaxy was inhospitable to complex life. In their view, only a narrow belt around the Galaxy was fertile: the Galactic Habitable Zone.

Since then, many astronomers have looked at the idea of the GHZ. Not all believe that it necessarily supports Ward and Brownlee&rsquos Rare Earth hypothesis.

One recent assessment of the GHZ, by Michael Gowanlock of NASA&rsquos Astrobiology Institute, and his Trent University colleagues David Patton and Sabine McConnell, has suggested that while the inner sector of the MIlky Way Galaxy may be the most dangerous, it is also most likely to support habitable worlds.

Their paper, accepted for publication in the journal Astrobiologija, modeled habitability in the Milky Way based on three factors: supernova rates, metallicity (the abundance of heavy elements, used as a proxy for planet formation) and the time taken for complex life to evolve. They found that although the greater density of stars in the inner galaxy (out to a distance of 8,100 light years from the galactic center) meant that more supernovae exploded, with more planets becoming sterilized by the radiation from these exploding stars, the chances of finding a habitable planet there was ten times more likely than in the outer Galaxy.

This contradicts previous studies that, for example, suggested the GHZ to be a belt around the Galaxy between distances of 22,800 light years (7 kiloparsecs) and 29,300 light years (9 kiloparsecs) from the galactic center. What&rsquos noticeable is that our Sun orbits the Galaxy at a distance of about 26,000 light years (8 kiloparsecs) &ndash far outside GHZ proposed by Gowanlock&rsquos team. Why is their proposed galactic habitable zone so different?

&ldquoWe assume that metallicity scales with planet formation,&rdquo says Gowanlock. Heavy elements are produced by dying stars, and the more generations of stars there have been, the greater the production of these elements (or &lsquometals&rsquo as they are termed by astronomers). Historically, the greatest amount of star formation has occurred in the inner region of the Milky Way. &ldquoThe inner Galaxy is the most metal-rich, and the outer Galaxy is the most metal-poor. Therefore the number of planets is highest in the inner Galaxy, as the metallicity and stellar density is the highest in this region.&rdquo

However, amongst so much star formation lurks a danger: supernovae. Gowanlock&rsquos team modeled the effects of the two most common forms of supernovae &ndash the accreting white dwarfs that produce type Ia supernovae, and the collapsing massive stars of type II supernovae.

Measurements of the galactic abundance of the isotope aluminum-26, which is a common by-product of type II supernovae, have allowed astronomers to ascertain that a supernova explodes on average once every 50 years. Meanwhile, previous studies have indicated that a supernova can have a deleterious effect on any habitable planet within 30 light years.

&ldquoIn our model, we assume that the build-up of oxygen and the ozone layer is required for the emergence of complex life,&rdquo says Gowanlock. &ldquoSupernovae can deplete the ozone in an atmosphere. Therefore, the survival of land-based complex life is at risk when a nearby supernova sufficiently depletes a great fraction of the ozone in a planet’s atmosphere.&rdquo

The team discovered that at some time in their lives, the majority of stars in our Galaxy will be bathed in the radiation from a nearby supernova, whereas around 30% of stars remain untouched or unsterilized. &ldquoSterilization occurs on a planet that is roughly [at a distance] between 6.5 to 98 light years, depending on the supernovae,&rdquo says Gowanlock. &ldquoIn our model, the sterilization distances are not equal, as some supernovae are more lethal than others.&rdquo

Although the outer regions of the Galaxy, with their lower density of stars and fewer supernovae, are generally safer, the higher metallicity in the inner Galaxy means that the chances of finding an unsterilized, habitable world are ten times greater, according to Gowanlock&rsquos model. However, their model does not stipulate any region of the Galaxy to be uninhabitable, only that it&rsquos less likely to find habitable planets elsewhere.

This explains why our Solar System can reside far outside of the inner region, and it also gives hope to SETI &ndash Gowanlock&rsquos model proposes that there are regions of the Galaxy even more likely to have life, and many SETI searches are already targeted towards the galactic center.

However, not all are in favor of the new model. Ward and Brownlee noted that the Sun&rsquos position in the Galaxy is far more favorable because planets that dance around stars that are too close to the galactic center are more likely to suffer from a perturbed orbit by the gravity of another star that has wandered too close. Others question some of the assumptions made in the research, such as the accuracy of the percentage of planets that are habitable in the galaxy (1.2 percent), or that tidally-locked worlds can be habitable.

&ldquoThe authors may be making some assumptions that aren&rsquot too well justified,&rdquo says Professor Jim Kasting of Penn State University and author of How to Find a Habitable Planet. &ldquoThey seem well ahead of the rest of us who are still pondering these questions.&rdquo

However, others believe that the research is promising. &ldquoThis is one of the most complete studies of the Galactic Habitable Zone to date,&rdquo says Lewis Dartnell, an astrobiologist at University College London. &ldquoThe results are intriguing, finding that white dwarf supernovae are over five times more lethal to complex life on habitable worlds than core collapse supernovae.&rdquo

The GHZ isn&rsquot static the research paper written by Gowanlock&rsquos team points out that over time the metallicity of the Galaxy will begin to increase the farther out one travels from the galactic center.

&ldquoThis is why stars that form at a later date have a greater chance of having terrestrial planets,&rdquo says Gowanlock. As a result, perhaps the heyday for life in our Galaxy is yet to come.


“Farfarout” – Astronomers Confirm Solar System’s Most Distant Planetoid

Solar System distances to scale, showing the newly discovered 2018 AG37, nicknamed “Farfarout,” compared to other known Solar System objects, including the previous record holder 2018 VG18 “Farout,” also found by the same team. Credit: Roberto Molar Candanosa, Scott S. Sheppard from Carnegie Institution for Science, and Brooks Bays from University of Hawaiʻi

Journey around the Sun

Farfarout’s current distance from the Sun is 132 astronomical units (au) 1 au is the distance between the Earth and Sun. For comparison, Pluto is only 34 au from the Sun. The newly discovered object has a very elongated orbit that takes it out to 175 au at its most distant, and inside the orbit of Neptune, to around 27 au, when it is closest to the Sun.

Farfarout’s journey around the Sun takes about a thousand years, crossing the giant planet Neptune’s orbit every time. This means Farfarout has probably experienced strong gravitational interactions with Neptune over the age of the solar system, and is the reason why it has such a large and elongated orbit.

“A single orbit of Farfarout around the Sun takes a millennium,” said Tholen. “Because of this long orbital period, it moves very slowly across the sky, requiring several years of observations to precisely determine its trajectory.”

Discovered on Maunakea

Farfarout will be given an official name after its orbit is better determined over the next few years. It was discovered at the Subaru 8-meter telescope located atop Maunakea in Hawaiʻi, and recovered using the Gemini North and Magellan telescopes in the past few years to determine its orbit based on its slow motion across the sky.

Farfarout is very faint, and based on its brightness and distance from the Sun, the team estimates its size to be about 400 km across, putting it on the low end of being a dwarf planet, assuming it is an ice-rich object.

“The discovery of Farfarout shows our increasing ability to map the outer solar system and observe farther and farther towards the fringes of our solar system,” said Sheppard. “Only with the advancements in the last few years of large digital cameras on very large telescopes has it been possible to efficiently discover very distant objects like Farfarout. Even though some of these distant objects are quite large, being dwarf planet in size, they are very faint because of their extreme distances from the Sun. Farfarout is just the tip of the iceberg of solar system objects in the very distant solar system.”

Interacting with Neptune

Because Neptune strongly interacts with Farfarout, its orbit and movement cannot be used to determine if there is another unknown massive planet in the very distant solar system, since these interactions dominate Farfarout’s orbital dynamics. Only those objects whose orbits stay in the very distant solar system, well beyond Neptune’s gravitational influence, can be used to probe for signs of an unknown massive planet. These include Sedna and 2012 VP 113, which, although they are currently closer to the Sun than Farfarout (at around 80 au), they never approach Neptune and thus would be most influenced by the possible Planet X instead.

“Farfarout’s orbital dynamics can help us understand how Neptune formed and evolved, as Farfarout was likely thrown into the outer solar system by getting too close to Neptune in the distant past,” said Trujillo. “Farfarout will likely interact with Neptune again since their orbits continue to intersect.”