Science

Mai hem trobat res com el sistema solar. És un monstre a l’espai? : ScienceAlert

Mai hem trobat res com el sistema solar. És un monstre a l’espai? : ScienceAlert

Des del descobriment emblemàtic el 1992 de dos planetes que orbiten una estrella fora del nostre Sistema Solar, milers de nous mons s’han afegit a una llista de “exoplanetes” que creix ràpidament a la galàxia de la Via Làctia.

Hem après moltes coses d’això ampli catàleg de mons alienígenes que orbiten estrelles alienígenes. Però un petit detall destaca com un polze adolorit. No hem trobat res més allà fora com el nostre propi Sistema Solar.

Això ha portat a alguns a concloure que la nostra estrella d’origen i la seva cria podrien ser atípics d’alguna manera, potser l’únic sistema planetari d’aquest tipus.

Per extensió, això podria significar que la vida mateixa és un valor atípic; que les condicions que van formar la Terra i la seva xapa de química autoreplicant-se són difícils de replicar.

Si només esteu mirant els números, el panorama és trist. Per un gran marge, els exoplanetes més nombrosos que hem identificat fins ara són d’un tipus que no se sap que és propici per a la vida: gegants i subgegants, de gas i potser de gel.

La majoria dels exoplanetes que hem vist fins ara orbiten molt de prop les seves estrelles, pràcticament abraçant-los; tan a prop que les seves temperatures esgarrifoses serien molt superiors al rang d’habitabilitat conegut.

Impressió d’artista d’un ultra calent Júpiter transitant la seva estrella. (ESO/M. Kornmesser)

És possible que a mesura que continuem cercant, les estadístiques s’equilibrin i vegem més llocs que ens recordin el nostre propi pati. Però la qüestió és molt més complexa que només mirar els números. La ciència dels exoplanetes està limitada per les capacitats de la nostra tecnologia. A més, la nostra impressió de la veritable varietat de mons alienígenes corre el risc de quedar limitada per la nostra pròpia imaginació.

El que hi ha realment a la Via Làctia, i més enllà, pot ser molt diferent del que veiem realment.

Expectatives i com frustrar-les

La ciència dels exoplanetes té una història de subvertir les expectatives, des del principi.

“Si tornes al món on vaig créixer quan era petit, només sabíem un sistema planetari”. El científic planetari Jonti Horner de la Universitat del Sud de Queensland ho explica a ScienceAlert.

“I aquest era aquest tipus de suposició implícita, i de vegades la suposició explícita, que tots els sistemes planetaris serien així. Ja sabeu, tindries planetes rocosos prop de l’estrella que eren bastant petits, tindries gegants gasosos molt lluny de l’estrella que eren bastant grans. I així serien els sistemes planetaris”.

Per aquest motiu, els científics van trigar una estona a identificar un exoplaneta que orbitava una estrella de la seqüència principal, com el nostre Sol. Suposant que altres sistemes solars fossin com el nostre, els signes reveladors dels planetes pesats que estiren les seves estrelles trigarien anys a observar-se, de la mateixa manera que els nostres propis gegants gasosos triguen anys a completar una òrbita.

A partir de períodes tan llargs d’una sola mesura, no semblava que valgui la pena examinar una història relativament curta d’observacions de moltes estrelles per esbrinar de manera concloent un altre sistema solar de seqüència principal.

Quan finalment van mirar, el L’exoplaneta que van trobar no s’assemblava res el que esperaven: un gegant gasós la meitat de la massa (i el doble de la mida) de Júpiter orbitant tan a prop de la seva estrella amfitriona, el seu any és igual a 4,2 dies i la seva atmosfera es crema a temperatures d’uns 1.000 graus centígrads (1.800 graus Fahrenheit).

Des de llavors, hem après que aquests planetes tipus “Júpiter calent” no són gens estranys. En tot cas, semblen relativament comuns.

Ara sabem que hi ha molta més varietat a la galàxia que la que veiem al nostre sistema domèstic. Tanmateix, és important no suposar que el que podem detectar actualment és tot el que ofereix la Via Làctia. Si hi ha alguna cosa com el nostre propi Sistema Solar, és molt possible que estigui més enllà de les nostres capacitats de detecció.

“Coses com el Sistema Solar ens són molt difícils de trobar, ens van una mica més enllà tecnològicament al moment”, diu Horner.

“És molt improbable que els planetes terrestres fossin recollits de cap de les enquestes que hem fet fins ara. És molt poc probable que pugueu trobar un Mercuri, VenusTerra i Mart al voltant d’una estrella com el Sol”.

Com trobar un planeta

Tinguem-ho perfectament clar: els mètodes Utilitzem per detectar exoplanetes són increïblement intel·ligents. Actualment n’hi ha dos que són els cavalls de batalla del conjunt d’eines de detecció d’exoplanetes: el mètode de trànsit i el mètode de velocitat radial.

En ambdós casos, necessiteu un telescopi sensible a canvis molt minúsculs en la llum d’una estrella. Els senyals que cadascú busca, però, no podrien ser més diferents.

Per al mètode de trànsit, necessitareu un telescopi que pugui mantenir una estrella fixa a la seva vista durant un període de temps prolongat. És per això que instruments com el Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) basat en l’espai de la NASA és una potència, capaç de bloquejar-se en un segment del cel durant més de 27 dies sense ser interromput per la rotació de la Terra.

L’objectiu d’aquest tipus de telescopis és detectar el senyal d’un trànsit, quan un exoplaneta passa entre nosaltres i la seva estrella amfitriona, com un petit núvol que elimina uns quants raigs de sol. Aquestes caigudes de llum són minúscules, com us podeu imaginar. I un cop d’ull és insuficient per inferir amb confiança la presència d’un exoplaneta; hi ha moltes coses que poden atenuar la llum d’una estrella, moltes de les quals són esdeveniments puntuals. Els trànsits múltiples, especialment els que presenten periodicitat regular, són l’estàndard d’or.

Per tant, els exoplanetes més grans que es troben en períodes orbitals curts, més a prop de les seves estrelles que Mercuri del Sol (alguns molt, molt més a prop, en òrbites de menys d’una setmana terrestre), es veuen afavorits a les dades.

El mètode de velocitat radial detecta el vacil·lació d’una estrella causada per l’atracció gravitatòria de l’exoplaneta mentre gira en la seva òrbita. Un sistema planetari, ja ho veus, no orbita realment una estrella, sinó que balla en una barreja coordinada. L’estrella i els planetes orbiten al voltant d’un centre de gravetat mutu, conegut com el baricentre. Per al Sistema Solaraquest és un punt molt, molt a prop de la superfície del Sol, o just fora d’ella, principalment a causa de la influència de Júpiterel qual és més de dues vegades la massa de la resta de planetes junts.

A diferència de l’esdeveniment de parpellejar i t’ho perds d’un trànsit, el canvi de posició de l’estrella és un canvi en curs que no requereix un seguiment constant per notar-ho. Podem detectar el moviment d’estrelles llunyanes que orbiten els seus baricentres a causa d’aquest moviment canvia la seva llum a causa de l’anomenat efecte Doppler.

A mesura que l’estrella es mou cap a nosaltres, les ones de llum que vénen en la nostra direcció s’aixafen lleugerament, cap a l’extrem més blau de l’espectre; a mesura que s’allunya, les ones s’estenen cap a l’extrem més vermell. Un “bamboleig” regular a la llum de l’estrella suggereix la presència d’un company orbital.

De nou, les dades tendeixen a afavorir planetes més grans que exerceixen una influència gravitatòria més forta, en òrbites més curtes i properes a la seva estrella.

A part d’aquests dos mètodes destacats, de vegades és possible fer imatges directament d’un exoplaneta mentre orbita la seva estrella. Tot i que és una cosa extremadament difícil de fer, pot ser més comú a l’era JWST.

Segons l’astrònom Daniel Bayliss de la Universitat de Warwick al Regne Unit, aquest enfocament descobriria una classe gairebé oposada. d’exoplaneta a la varietat d’òrbita curta. Per poder veure un exoplaneta sense que es vegi inundat per la resplendor de la seva estrella mare, els dos cossos han de tenir una separació molt àmplia. Això significa que l’enfocament de la imatge directa afavoreix planetes en òrbites relativament llargues.

Tanmateix, els exoplanetes més grans encara es detectarien més fàcilment mitjançant aquest mètode, per raons òbvies.

“Cada un dels mètodes de descobriment té els seus propis biaixos”, explica Bayliss.

La Terra amb el seu bucle d’un any al voltant del Sol es troba entre els extrems orbitals afavorits per diferents tècniques de detecció, afegeix, de manera que “trobar planetes amb una òrbita d’un any encara és molt, molt difícil”.

Què hi ha allà fora?

De lluny, el grup més nombrós d’exoplanetes és una classe que ni tan sols està representada al Sistema Solar. Aquest és el mini-Neptú: exoplanetes amb embolcall de gas que són més petits que Neptú i més grans que la Terra.

Planeta rocós envoltat de boira porpra i una estrella a la distància a l'esquerra
Il·lustració del mini-Neptú TOI 560.01, orbitant la seva estrella solitària. (Observatori WM Keck/Adam Makarenko)

La majoria dels exoplanetes confirmats es troben en òrbites molt més curtes que la Terra; de fet, més de la meitat tenen òrbites de menys de 20 dies.

La majoria dels exoplanetes que hem trobat orbiten estrelles solitàries, com el nostre Sol. Menys del 10 per cent es troben en sistemes multi-estrelles. Tot i així mLa majoria de les estrelles de la Via Làctia són membres d’un sistema multi-estrel, amb estimacions de fins al 80% en una associació que orbita almenys una altra estrella.

Penseu-hi un moment, però. Vol dir això que els exoplanetes són més comuns al voltant d’estrelles individuals o que els exoplanetes són més difícils de detectar al voltant de múltiples estrelles? La presència de més d’una font de llum pot distorsionar o enfosquir els senyals molt similars (però molt més petits) que estem intentant detectar dels exoplanetes, però també es podria raonar que els sistemes multiestrelles compliquen d’alguna manera la formació de planetes.

I això ens porta de nou a casa, al nostre Sistema Solar. Per estrany que sembli casa en el context de tot el que hem trobat, pot ser que no sigui gens estrany.

“Crec que és prou just dir que en realitat hi ha alguns tipus de planetes molt comuns que falten al nostre Sistema Solar”, diu Bayliss.

“Súper Terres que s’assemblen una mica a la Terra però tenen el doble de radi, no tenim res semblant. No tenim aquests mini-Neptús. Així que crec que és prou just dir que n’hi ha alguns molt comuns. planetes que no veiem al nostre propi sistema solar.

“Ara, tant si això fa que el nostre Sistema Solar sigui rar o no, crec que no aniria tan lluny. Perquè podria haver-hi moltes altres estrelles que tinguin un conjunt de planetes del tipus del Sistema Solar que encara no veiem. .”

Il·lustració d'un artista de molts planetes i estrelles de la Via Làctia.
La il·lustració d’aquest artista dóna una impressió de com són els planetes comuns al voltant de les estrelles de la Via Làctia. (ESO/M. Kornmesser)

A la vora del descobriment

Els primers exoplanetes es van descobrir fa només 30 anys orbitant a pulsar, una estrella completament diferent a la nostra. Des de llavors, la tecnologia ha millorat sense veure’s. Ara que els científics saben què buscar, poden idear maneres cada cop millors de trobar-los al voltant d’una major diversitat d’estrelles.

I, a mesura que la tecnologia avança, també ho farà la nostra capacitat per trobar mons cada cop més petits.

Això vol dir que la ciència dels exoplanetes podria estar a la vora de descobrir milers de mons ocults a la nostra visió actual. Com assenyala Horner, en astronomia, hi ha moltes més coses petites que grans.

Les estrelles nanes vermelles en són un exemple perfecte. Són el tipus d’estrella més comú a la Via Làctia, i són petites, fins a la meitat de la massa del Sol. Són tan petits i tènues que no els podem veure a ull nu, però expliquen fins al 75 per cent de totes les estrelles de la galàxia.

Ara mateix, quan es tracta d’entendre estadísticament els exoplanetes, estem operant amb informació incompleta, perquè hi ha tipus de mons que no podem veure.

Això està obligat a canviar.

“Només tinc aquesta molesta sensació que si tornes d’aquí a 20 anys, miraràs aquelles afirmacions que els mini-Neptús són el tipus de planetes més comú amb aproximadament tant escepticisme com miraries enrere a les declaracions del principis de la dècada de 1990 que deia que només tindries planetes rocosos al costat de l’estrella”, diu Horner a ScienceAlert.

“Ara, bé podria demostrar-me equivocat. Així és com funciona la ciència. Però el meu pensament és que quan arribem al punt que puguem descobrir coses de la mida de la Terra i més petites, descobrirem que hi ha més coses que són de la mida de la Terra i més petites que les coses que tenen la mida de Neptú”.

I potser descobrirem que el nostre petit sistema planetari estrany, amb totes les seves peculiaritats i meravelles, no està tan sol al cosmos després de tot.





#Mai #hem #trobat #res #sistema #solar #És #monstre #lespai #ScienceAlert

Related Articles

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Back to top button