Kepler-22b — ekstrasolinė planeta Saulės tipo žvaigždės gyvenamojoje zonoje

Kepler-22b — ekstrasolinė planeta už ~600 šviesmečių, skriejanti aplink Saulės tipo žvaigždę gyvenamojoje zonoje; atradimas patvirtintas Kepler ir Spitzer duomenimis.

Kepler-22b yra ekstrasolinė planeta, skriejanti aplink G tipo žvaigždę Kepler-22. Ji yra maždaug už 600 šviesmečių nuo Žemės, Cygnus žvaigždyne. Ją aptiko NASA Keplerio kosminis teleskopas. Tai taip pat pirmoji žinoma planeta, skriejanti aplink į Saulę panašios žvaigždės gyvenamąją zoną.

Pirmasis "Kepler-22b" tranzitas priešais Saulę šeimininkę buvo stebimas trečiąją "Kepler" mokslinės veiklos dieną 2009 m. viduryje. Trečiasis "Kepler-22b" tranzitas aptiktas 2010 m. pabaigoje. Spitzerio kosminis teleskopas pateikė daugiau duomenų, kurie patvirtino Kepler-22b tranzitus. 2011 m. gruodžio 5 d. paskelbta, kad Kepler-22b egzistuoja.

Atranka ir patvirtinimas

Kepler-22b rasta tranzito metodu: teleskopas Kepler fiksavo reguliarius žvaigždės šviesos blukimus, kuriuos sukelia planeta praeidama priešais savo žvaigždę. Dėl to aptikto mažo, bet periodiško šviesos slopinimo mokslininkai susekė kelis tranzitus ir išanalizavo signalą, o vėliau atlikti papildomi stebėjimai (tarp jų ir Spitzerio) padėjo atmesti klaidinančias hipotezes ir patvirtinti egzoplanetos egzistavimą.

Fizinės savybės

• Orbita ir periodas: planeta skrieja aplink savo žvaigždę per maždaug 290 dienų, todėl jos orbitinis periodas yra artimas Žemės metų trukmei.
• Atstumas nuo Žemės: apie 600 šviesmečių, todėl tiesioginiai tyrimai sunkūs ir reikalauja jautrių instrumentų.
• Dydis: Kepler-22b spindulys yra žymiai didesnis už Žemės — maždaug 2–2,5 karto didesnis už Žemės spindulį, todėl ją dažnai klasifikuoja kaip superžemę arba mini-Neptūną.
• Masė: tiksli masė nėra nustatyta — radialinių greičių stebėjimai leido nustatyti tik viršutinę ribą. Dėl to nežinoma, ar Kepler-22b yra kieta uolinė planeta, ar dujinis/gleivinis pasaulis su storu atmosferos sluoksniu.
• Žvaigždė šeimininkė: Kepler-22 yra G tipo žvaigždė, panaši į Saulę, tačiau kiek mažesnė ir šiek tiek vėsesnė. Tai lemia, kad Kepler-22b gauna apytiksliai panašų spinduliavimą kaip Žemė iš Saulės.

Gyvenamoji zona ir galimas gyvybingumas

Kepler-22b yra apibrėžiama kaip esanti žvaigždės gyvenamojoje zonoje — tai reiškia, kad jos vidutinė saulės spinduliuotė galėtų leisti esant tinkamoms atmosferos sąlygoms egzistuoti skystam vandeniui planetos paviršiuje. Tačiau tai nereiškia, kad planeta tikrai yra gyvenama:

• Jei Kepler-22b turi storą vandeningą ar dujinę atmosferą, paviršiaus sąlygos gali būti labai skirtingos nuo Žemės (aukštas slėgis, intensyvus šiltnamio efektas).
• Jeigu tai būtų uolinė planeta> su plona atmosfera, tuomet galimybė egzistavimui būtų didesnė — bet masės ir atmosferos sudėtis lieka nežinomos.
• Dėl atstumo ir planetos dydžio tiesiogiai tirti paviršiaus ar atmosferos sąlygas kol kas sudėtinga.

Tolesni tyrimai ir reikšmė

Kepler-22b yra svarbus atradimas todėl, kad buvo vienas pirmųjų Kepler misijos atrastų kandidatų, esančių gyvenamojoje zonoje aplink Saulės tipo žvaigždę — tai pagilino supratimą apie tai, kiek daug panašių sistemų gali egzistuoti galaktikoje. Norint geriau suprasti Kepler-22b prigimtį, reikalingi tolimesni stebėjimai:

• Spektroskopiniai stebėjimai galėtų riboti atmosferos sudėtį, tačiau dėl didelio atstumo tai yra sudėtinga užduotis.
• Ateities teleskopai ir instrumentai (pvz., jautresni kosminiai infraraudonųjų spindulių teleskopai) teoriniu požiūriu galėtų bandyti aptikti atmosferos požymius, tačiau praktiniai apribojimai lieka reikšmingi.

Santrauka

Kepler-22b — tai reikšmingas ir intriguojantis egzoplanetų atradimas: ji tikrai egzistuoja ir skrieja gyvenamojoje zonoje aplink Saulės tipo žvaigždę, tačiau dėl neaiškios masės ir atmosferos sudėties jos paviršiaus bei gyvybės sąlygos lieka neaiškios. Atradimas parodė, kad Keplerio misija gali rasti planetas, kurios savo orbitomis ir spinduliavimu primena Žemę, tačiau kiekvienai tokiai planetai būtini išsamūs tolimesni tyrimai, kad būtų galima spręsti apie tikrąjį jos potencialą gyvybei.

Sudėtis ir struktūra

Kepler-22b spindulys yra maždaug 2,4 karto didesnis už Žemės spindulį. Jo masė ir paviršiaus sudėtis dar nežinoma, nustatyti tik labai apytikriai įverčiai: Jo masė yra mažesnė nei 124 Žemės masės, esant 3 sigma patikimumo ribai, ir mažesnė nei 36 Žemės masės, esant 1 sigma patikimumo ribai.

Manoma, kad objekto masė panaši į Neptūno masę (~35 Žemės masės). Kita galimybė - Kepleris-22b yra "vandenyno tipo" pasaulis. Jis taip pat gali būti panašus į daug vandens turinčią planetą GJ 1214 b, nors Kepler-22b, kitaip nei GJ 1214 b, yra gyvenamojoje zonoje. Jei jos sudėtis panaši į Žemės, suspaudus medžiagą planetos viduje, jos bendra masė būtų didesnė nei 40 Žemės masių. Tokios planetos paviršiaus gravitacija taip pat būtų daugiau nei 7 kartus didesnė už Žemės gravitaciją. Tai paneigia sistemos radialinių greičių matavimai su bent 1 sigmos paklaida, o tai rodo, kad Kepler-22b nėra panašios į Žemę sudėties. Tikėtina, kad jos sudėtis yra laki, o išorinis apvalkalas skystas arba dujinis; dėl to ji būtų panaši į Kepler-11f - mažiausią žinomą dujinę planetą.

"Jei tai daugiausia vandenynas su nedideliu uolėtu branduoliu, - spėja viena iš projekto mokslininkių Natalie Batalha, - neatmestina, kad tokiame vandenyne galėtų egzistuoti gyvybė." Tokia gyvybės galimybė paskatino SETI atlikti svarbiausių nežemiško intelekto kandidatų tyrimus. Tačiau jei planetoje anglies ciklas nutrūko dėl vandenynų trūkumo ir plokščių tektonikos, Kepleris-22b gali pasirodyti esanti žėrinti, sterili superVenera.

Kepler-22b sistemos schema, palyginta su mūsų vidine Saulės sistema.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra Kepler-22b?

K: Kur ji yra?

K: Kaip ji buvo atrasta?

K: Ar tai vienintelė aplink žvaigždę skriejanti planeta?

K: Kuo svarbi Kepler-22b planeta?

K: Kada buvo stebimi pirmasis ir trečiasis Kepler-22b tranzitai?

K: Kaip buvo patvirtintas Kepler-22b egzistavimas?

Paieška pagal raidę