Հսկա մոլորակները ապրում են արվարձաններում

Յուպիտերի կեսի տեսարանը՝ ժապավեններով, պտույտներով և օվալներով՝ արևագույնից ժանգոտ գույներով:

Ահա թե ինչ տեսք ունի մեր Արեգակնային համակարգի ամենամեծ հսկա մոլորակը՝ Յուպիտերը։ Juno տիեզերանավը լուսանկարել է այս պատկերը Յուպիտերի կողքով 31-րդ մոտ թռիչքի ժամանակ՝ 2020 թվականի դեկտեմբերի 30-ին: Փոթորիկը, որը հայտնի է որպես Մեծ կարմիր կետ, տեսանելի է հորիզոնում, որը գրեթե պտտվել է տեսադաշտից դուրս: Քաղաքացի գիտնական Տանյա Օլեքսուիկը ստեղծել է այս գունային բարելավված պատկերը՝ օգտագործելով JunoCam տեսախցիկի տվյալները: Լուսանկարը՝ NASA-ի միջոցով:


Մեր արեգակնային համակարգը նորմալ է

2021 թվականի մայիսի վերջին աստղագետները հրապարակեցին նոր արդյունքներ 30 տարվա մարդահամարի ժամանակմոլորակային համակարգերմեր սեփականից դուրս: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ շատերը դասավորված են շատ նմանմերԱրեգակնային համակարգ. Այսինքն, հսկա էկզոմոլորակների մեծ մասը մոտ չեն իրենց մայր աստղերին, այլ ապրում են իրենց համակարգերի արվարձաններում: Դա հակասում է աստղագետների կարծիքով՝ 1990-ականներին առաջին անգամ հսկա էկզոմոլորակներ հայտնաբերելիս: Որոշ ժամանակ նրանք մտածեցինտաք Յուպիտերներ- իրենց աստղերին մոտ գտնվող հսկա մոլորակները կարող են նորմ լինել: Այժմ Կալիֆորնիայի ժառանգության հետազոտությունը, որը սկսվել է 1990-ականներին, հակառակն է ապացուցել: Մարդահամարի նոր հրապարակված արդյունքները նկարագրում են մեր արեգակնային համակարգը որպես «նորմալ»։ Կամ, որպես աստղագետԷնդրյու ՀովարդԿալտեքի ասված ահայտարարություն:

Մենք սկսում ենք օրինաչափություններ տեսնել այլ մոլորակային համակարգերում, որոնք մեր Արեգակնային համակարգը մի փոքր ավելի ծանոթ են դարձնում:


Արդյունքները հրապարակվել են 2021 թվականի մայիսի 25-ին երկու ուսումնասիրություններում (այստեղևայստեղ) մեջվերանայված Աստղաֆիզիկական ամսագրի հավելված.

Մեր արեգակնային համակարգը դասավորված է ժայռերի հետ,ցամաքայինմեր արեգակին ամենամոտ մոլորակները ևգազային հսկամոլորակները ավելի հեռու: Աստղագետները սովորաբար խոսում են մոլորակային համակարգերի հեռավորությունների մասին աստղագիտական ​​միավորներով (TO) Մեկ AU-ն նույնն է, ինչ Երկրի հեռավորությունը արևից կամ 93 միլիոն մղոն (150 միլիոն կմ): Յուպիտերը գտնվում է մեր արևից 5 AU հեռավորության վրա: Սատուրնը գտնվում է մեր արևից 9 AU հեռավորության վրա: Հարցումը ցույց է տվել, որ հսկա էկզոմոլորակները հիմնականում ապրում են իրենց մայր աստղերից 1 և 10 ԱՄ հեռավորության վրա:

Երկու աստղադիտակների և փակ սպիտակ աստղադիտարանի գմբեթի մոնտաժ:

Այս 3 աստղադիտակներն օգտագործվել են Կալիֆորնիայի ժառանգության հետազոտության ժամանակ. ձախից, Շեյնը Լիքի աստղադիտարանում; կենտրոն, Ավտոմատացված մոլորակների որոնիչ Lick աստղադիտարանում; իսկ աջը՝ Հավայիի W. M. Keck աստղադիտարանը։ Պատկերը՝ Լորի Հեթչի միջոցով (Լիքի աստղադիտարան)/ Ռիկ Պետերսոն (W. M. Keck աստղադիտարան)

Հսկա մոլորակները VIP-եր են

Հսկա մոլորակները մեծ ազդեցություն ունեն իրենց մոլորակային համակարգերի ձևավորման վրա։ ԱստղագետԼորեն ՎայսՀավայիի համալսարանի աստղագիտության ինստիտուտը մեկնաբանել է.




Դինամիկ առումով Յուպիտերը և Սատուրնը Արեգակնային համակարգի VIP-ներ են՝ շատ կարևոր մոլորակներ: Ենթադրվում է, որ նրանք ձևավորել են երկրային մոլորակների հավաքը՝ պոտենցիալ խոչընդոտելով Մարսի աճը և ճեղապարսատիկ գիսաստղերին դեպի Երկիր մղելով:

Աստղագետները չեն սկսել գտնել մոլորակներ, որոնք պտտվում են հեռավոր աստղերի շուրջ մինչև 1990-ականները: Նրանք հաճախ գտնում են ամենամեծ գազային հսկա մոլորակները, քանի որ այդ մոլորակները շատ զանգվածային են: Մյուս կողմից, Կալիֆորնիայի հետազոտությունը չկարողացավ ներառել ավելի փոքր գազային հսկա մոլորակներ Ուրանի (19 ԱՄ) և Նեպտունի (30 ԱՄ) միջակայքում: Նրանք կարողացան նշել, որ Յուպիտերի և Սատուրնի չափսերով մոլորակները հազվադեպ էին այնքան հեռու, որքան Ուրանը և Նեպտունը:Բի Ջեյ ՖուլթոնCaltech-ը բացատրել է.

Թեև մենք չենք կարող հայտնաբերել Նեպտունին և Ուրանին նման փոքր մոլորակները, որոնք շատ հեռու են իրենց աստղերից, կարող ենք եզրակացնել, որ Յուպիտերի և Սատուրնի նման գազային խոշոր հսկաները չափազանց հազվադեպ են էկզոմոլորակային համակարգերի ամենահեռավոր շրջաններում:

Երիտասարդ ակնոցներով և վերնաշապիկներով, դրսում կանգնած արևի լույսի ներքո:

Լի Ռոզենտալ-ի աշակերտԷնդրյու Հովարդ, երկուսն էլ Caltech-ում, գլխավոր հեղինակն էթուղթներկայացնելով Կալիֆորնիայի ժառանգության հետազոտության նոր արդյունքները: Պատկերը Ջոանի Շվարցի դիմանկարի միջոցով/Կալտեխ.


Ժպտերես, երկար մազերով երիտասարդ։

Բի Ջեյ Ֆուլթոնգլխավոր հեղինակն է2-րդ թուղթներկայացնելով Կալիֆորնիայի ժառանգության հետազոտության նոր արդյունքները: Պատկերը՝ Դենիել Գիլի միջոցով/Կալտեխ.

Կալիֆորնիայի ժառանգության հարցման մանրամասները

Հարցման տվյալները ցույց են տալիս, որ մեր յուրաքանչյուր 100 աստղի համարԾիր Կաթինգալակտիկա, հավանաբար կլինեն առնվազն 14 սառը հսկա մոլորակներ: Մենք հստակ չգիտենք, թե քանի աստղ է պարունակում մեր Ծիր Կաթինը, բայց հավանաբար այն 100-ից 400 միլիարդ աստղ է: Ելնելով մոտակա աստղերի շուրջ հայտնաբերված հսկա մոլորակների քանակից՝ աստղագետները կարծում են, որ Ծիր Կաթին գալակտիկան լցված է միլիարդավոր հսկա մոլորակներով:

Հետազոտության թիրախը եղել է 719 արևանման աստղեր ավելի քան 30 տարի: Այն վերլուծել է 177 մոլորակ, այդ թվում՝ 14 նոր հայտնաբերված գազային հսկաներ։ Մոլորակների զանգվածը 1/100-ից մինչև 20 անգամ մեծ է Յուպիտերի զանգվածից: (Համեմատության համար նշենք, որ Յուպիտերի զանգվածը 318 անգամ ավելի մեծ է, քան Երկիրը: Փաստորեն, Յուպիտերի զանգվածը 2,5 անգամ ավելի է, քան մեր Արեգակնային համակարգի մյուս մոլորակները միասին վերցրած):

Թիմը նախագծել է հարցումը այնպես, որ անաչառ լինի՝ ընտրելով պատահական աստղեր:Լի ՌոզենտալCaltech-ից բացատրեցին, որ իրենք ընտրել են հարցման անդամներին.


… Կարծես կարող ես ձեռքդ դնել աստղերի տոպրակի մեջ և դուրս հանել պատահական մոլորակ:

Մուլտֆիլմ, որտեղ պատկերված են Երկրի տիպի մոլորակները և հսկա մոլորակները, բարձր շենքերի կողքին, որպես գծապատկեր:

Այս նկարազարդման մեջ ավելի բարձր շենքերը ցույց են տալիս, թե որտեղ է հայտնի հսկանէկզոմոլորակներապրում են իրենց աստղերի համեմատ: Իրենց աստղերին մոտ գտնվող հսկա մոլորակները կոչվում ենտաք Յուպիտերներ, պատկերված են արևային ակնոցներով։ Իրենց աստղերից հեռու գտնվող հսկա մոլորակները, իրենց մոլորակային համակարգերի սառը ծայրամասերում, ցուցադրված են գլխարկներով և ականջակալներով: Նկարը ցույց է տալիս, որ այլ աստղերի շուրջ պտտվող հսկա մոլորակների մեծամասնությունը հակված է ընկած լինել Երկրի մեր արևից 1-10 անգամ հեռավորության վրա (Երկիր-արև միավորը կոչվում է աստղագիտական ​​միավոր, կամTO) Պատկերը՝ Կալիֆորնիայի ժառանգության հետազոտության միջոցով/ T. Pyle/Կալտեխ/ IPAC.

Կողմնակալ նախնական հարցումներ

Երբ աստղագետներն առաջին անգամ սկսեցին հայտնաբերել էկզոմոլորակներ 1990-ականներին, նրանք մտածում էին, թե արդյոք մեր արեգակնային համակարգը անսովոր է: Դա պայմանավորված էր նրանով, որ հայտնաբերված առաջին մոլորակներից շատերը «տաք Յուպիտերներ» էին, որոնք զանգվածով նման էին Յուպիտերին, բայց պտտվում էին իրենց մայր աստղերին շատ մոտ (1 AU-ից պակաս): Սակայն, ինչպես պարզվում է, էկզոմոլորակները հայտնաբերելու համար օգտագործվող առաջնային մեթոդներից մեկը կողմնակալ է եղել այս մեծ և մոտ մոլորակները գտնելու օգտին: Մոլորակների որսի այդ մեթոդը, որը կոչվում էճառագայթային արագության մեթոդ, հետևում է աստղի շարժմանը, որը առաջանում է մոլորակի ձգման արդյունքում: Եվ, իհարկե, մոտակա հսկա մոլորակները ամենադժվարն են ձգում: Ռոզենթալն ասել է.

Այն ժամանակ տաք Յուպիտերները հեշտ էին հավաքում, բայց այդ վաղ հետազոտությունները կողմնակալ էին և ամբողջական պատկերը չէին ստանում:

Այդ ժամանակվանից ի վեր 30-ամյա տեւողությունը բարելավել է մոլորակների որսի տեխնոլոգիաները: Այժմ աստղագետները կարող են հայտնաբերել աստղի տատանումները մի մոլորակից, որը պտտվում է նրանից հեռու: Եվ այսպես, Կալիֆորնիայի ժառանգության երկարաժամկետ հետազոտությունը տվել է արդյունքների լայն շրջանակ: Ինչպես ասաց Ֆուլթոնը.

Գաղափարն այն է, որ հետազոտվեն բոլոր չափերի և ջերմաստիճանների մոլորակները, այնուհետև տվյալների մեջ օրինաչափություններ փնտրել:

Սպասում ենք Keck Planet Finder-ին

Թիմը անհամբեր սպասում է նոր գործիքների, որոնք կօգնեն նրանց ավելին տեսնել և ավելին իմանալ հեռավոր էկզոմոլորակների մասին: Մի գործիք էKeck Planet Finder, որը կարող է պատրաստ լինել հենց 2022 թվականին: Keck Planet Finder-ի հիմնական նպատակը կլինի չափել փոքր մոլորակների զանգվածներն ու ուղեծրային հատկությունները, այդ թվում՝ Երկիր մոլորակները, գերերկրները և ենթ Նեպտունները: The Planet Finder-ի գլխավոր քննիչը Էնդրյու Հովարդն է Կալտեխից: Նա ասաց:

Այս հետազոտությունը հիանալի թռիչքային կետ է ապագա գործիքների համար, որոնք զգայուն են Երկրի մեծության մոլորակների նկատմամբ:

Տղամարդիկ և մի քանի կանայք կանգնած են հսկայական բեռնափոխադրման տուփի շուրջ:

KPF թիմը հետZerodur սկավառակ(մասամբ բացահայտված է իր բեռնափոխադրման տուփի ներսում), որը, այս աստղագետների խոսքով, դիզայնի հիմնական ընտրությունն է՝ օգտագործելով ծայրահեղ ճշգրտության հասնելու համար:ճառագայթային արագության մեթոդէկզոմոլորակներ գտնելու համար։ Պատկերը միջոցովՀովարդ խումբ/ Կալտեխ.

Ստորին գիծ. Աստղագետները հրապարակել են էկզոմոլորակների շուրջ 30 և ավել տարի տևած հետազոտության արդյունքները, որոնք պարզել են, որ հսկա մոլորակներն ապրում են իրենց աստղից այնպիսի հեռավորության վրա, ինչպիսին մենք տեսնում ենք այստեղ՝ մեր արեգակնային համակարգում:

Աղբյուր՝ Կալիֆորնիայի ժառանգության հետազոտություն I. 177 մոլորակների կատալոգ՝ 719 մոտակա աստղերի ճշգրիտ ճառագայթային արագության մոնիտորինգից երեք տասնամյակների ընթացքում

Աղբյուր՝ Կալիֆորնիայի ժառանգության հետազոտություն II. Հսկա մոլորակների առաջացումը սառցե գծից այն կողմ

Caltech-ի միջոցով

Keck աստղադիտարանի միջոցով