Kepler-22b — екзопланета в обитаемата зона на слънцеподобна звезда
Kepler-22b — загадъчна екзопланета в обитаемата зона на слънцеподобна звезда. Открита от телескопа Kepler, на около 600 светлинни години, с потенциал за условия за живот.
Kepler-22b е извънслънчева планета, която обикаля около звездата от тип G Kepler-22. Тя се намира на около 600 светлинни години от Земята в съзвездието Сигнус. Открита е от космическия телескоп "Кеплер" на НАСА. Това е и първата известна планета, която обикаля в обитаемата зона на слънцеподобна звезда.
Първото преминаване на Kepler-22b пред слънцето-домакин е наблюдавано на третия ден от научната дейност на Kepler в средата на 2009 г. Третият транзит на Kepler-22b е открит в края на 2010 г. Космическият телескоп "Спицър" предостави повече данни, които потвърдиха транзитите на Kepler-22b. На 5 декември 2011 г. беше обявено потвърждението за съществуването на Kepler-22b.
Характеристики
Kepler-22b има радиус, значително по-голям от този на Земята — оценките поставят радиуса ѝ от порядъка на няколко пъти радиуса на Земята (приблизително 2–3 R⊕). Масата ѝ не е точно известна поради ограниченията на наличните радиални скоростни измервания, което означава, че и вътрешната ѝ структура и състав остават предмет на спекулации. Възможните варианти включват скалиста планета с много плътна атмосфера, „воден свят“ с дебел океан или мини-Нептун с газова обвивка.
Орбиталният период на Kepler-22b е около 290 дни, което означава, че тя се намира на разстояние от своята звезда, позволяващо получаване на умерено количество звездна енергия — затова е класифицирана като обитаема поради положение в зона, където при подходящи условия може да съществува течна вода на повърхността.
Възможна обитаемост
Въпреки че Kepler-22b обикаля в обитаемата зона, това само по себе си не гарантира, че е обитаема. Големият ѝ радиус предполага, че повърхностните условия може да са много различни от тези на Земята. Ако планетата има гъста атмосфера, повърхностното налягане и температурата биха могли да направят средата неприветлива за земоподобен живот. Оценките за еквивалентната температура зависят от неясния албедо и атмосферни свойства; при предположения за земеподобно отражение тя би могла да бъде в диапазон, подходящ за течна вода, но това е силно спекулативно.
Наблюдения и последващи изследвания
Потвърждението на транзитите чрез "Спицър" и допълнителни наблюдения от земни инструменти позволиха преценка на радиуса и орбиталния период. Радиалните скоростни измервания досега не са регистрирали сигнатура, която да позволи точно изчисляване на масата, а само налагат горни граници — следователно масата може да варира от масивна скалиста планета до планета с по-малка плътност. Досега не е открита атмосфера чрез пряко спектроскопско наблюдение, нито са открити спътници (луни) около Kepler-22b.
Значение и бъдещи възможности
Kepler-22b има важно място в астрономията като първия открит кандидат за планета в обитаемата зона на слънцеподобна звезда чрез мисията Kepler — откритие, което подчерта интереса към търсенето на планети с потенциални подходящи условия за живот. Бъдещи мисии и наблюдения с по-мощни инструменти (пространствени телескопи и следващо поколение наземни обсерватории) могат да уточнят масата, атмосферата и съставa ѝ, което ще ни даде по-добра представа за реалната ѝ обитаемост.
Художествена представа за Kepler-22b.
Състав и структура
Радиусът на Kepler-22b е приблизително 2,4 пъти по-голям от радиуса на Земята. Масата и съставът на повърхността му остават неизвестни, като са установени само някои много груби оценки: Той има по-малко от 124 земни маси при доверителна граница от 3 сигма и по-малко от 36 земни маси при доверителна граница от 1 сигма.
Предполага се, че обектът има маса, подобна на тази на Нептун (~35 земни маси). Друга възможност е Кеплер-22б да е "океански" свят. Той може да е сравним и с богатата на вода планета GJ 1214 b, въпреки че Kepler-22b, за разлика от GJ 1214 b, се намира в обитаемата зона. Ако тя има състав, подобен на земния, компресията на материала във вътрешността на планетата би дала обща маса, по-голяма от 40 земни маси. Такава планета би имала и повърхностна гравитация, по-голяма от 7 пъти тази на Земята. Това е изключено с точност до поне 1 сигма от измерванията на радиалната скорост на системата, което предполага, че Kepler-22b няма състав, подобен на земния. Вероятно тя има по-богат на летливи вещества състав с течна или газова външна обвивка; това би я направило подобна на Кеплер-11f, най-малката известна газова планета.
"Ако това е предимно океан с малко скалисто ядро", предполага Натали Батала, един от учените в проекта, "не е изключено в такъв океан да съществува живот". Тази възможност за съществуване на живот е подтикнала SETI да извърши изследвания на най-добрите кандидати за извънземен разум. Въпреки това, ако въглеродният цикъл на планетата е спрял поради липсата на океани и тектоника на плочите, Кеплер-22b може да се окаже изпепеляваща, стерилна супер-Венера.
Диаграма на системата Кеплер-22b в сравнение с нашата вътрешна Слънчева система.
Орбита
Единствените параметри на орбитата на планетата, с които разполагаме в момента, са периодът ѝ, който е около 290 дни, и наклона ѝ, който е приблизително 90°, така че тя преминава през диска на звездата си, гледана от Земята.
Няма информация за формата на орбитата на планетата. Известно е, че много извънслънчеви планети се движат по силно елиптични орбити. Знаем само, че полумажорната ос на орбитата ѝ е в обитаемата зона на звездата домакин. Ако Kepler-22b има силно издължена орбита, тя може да прекарва само малка част от времето си в тази обитаема зона, което би довело до екстремни температурни разлики на планетата и би я направило негостоприемна.
За да се получи информация за формата на орбитата на планетата, трябва да се използват други методи за откриване на планети, като например методът на радиалната скорост. Макар че такива методи са извършени върху планетата след откриването ѝ, те все още не са установили какъв всъщност е орбиталният ексцентрицитет на планетата, а към март 2012 г. са определили само горната граница на масата на планетата.
Температура и състав на повърхността
| Сравнения на температурата | Кеплер 22b | |||
|
| 307 K34 | 262 K-11 | 255 K | 206 K |
| + Venus's | 737 K | 733 K | ||
| + | 295 K | 288 K | ||
| + | 210 K | |||
|
| Почти | N/A | Не | Не |
|
| 0.9 | N/A | 0.29 | 0.25 |
| Референции. | ||||
Средното разстояние от Kepler-22b до звездата-домакин Kepler-22 е с около 15% по-малко от разстоянието от Земята до Слънцето, но светимостта (светлинният поток) на Kepler-22 е с около 25% по-малка от тази на Слънцето. Тази комбинация от по-късо средно разстояние от звездата и по-ниска звездна светимост съответства на умерена повърхностна температура на това разстояние, ако приемем, че повърхността не е подложена на екстремно парниково нагряване.
Ако се установи, че планетата се движи по силно елиптична орбита, температурата на повърхността ѝ ще варира от по-висока, когато е близо до Кеплер-22, до по-ниска, когато е по-далеч. Ако орбитата наистина е силно елиптична, то температурните колебания ще бъдат екстремни.
Учените могат да оценят възможните условия на повърхността, както следва:
- При липса на атмосфера равновесната температура е приблизително -11°C.
- Ако атмосферата осигурява парников ефект, подобен на този на Земята, средната температура на повърхността на планетата ще бъде 22 °C.
- Ако атмосферата осигурява парников ефект, подобен на този на Венера, средната температура на повърхността на планетата ще бъде 460 °C.
Въпроси и отговори
В: Какво представлява Кеплер-22b?
О: Кеплер-22b е извънслънчева планета, която обикаля около звезда от тип G, наречена Кеплер-22.
В: Къде се намира тя?
О: Намира се в съзвездието Сигнус, на около 600 светлинни години от Земята.
В: Как беше открита?
О: Открита е от космическия телескоп "Кеплер" на НАСА.
В: Това ли е единствената планета, която обикаля около звездата?
О: В текста не се споменава дали това е единствената планета, която обикаля около звездата.
В: Какво е важното за Kepler-22b?
О: Кеплер-22б е забележителен с това, че е първата известна планета, която обикаля в обитаемата зона на слънцеподобна звезда.
В: Кога са наблюдавани първият и третият транзит на Kepler-22b?
О: Първият транзит на Kepler-22b беше наблюдаван на третия ден от научната дейност на Kepler в средата на 2009 г., а третият транзит беше открит в края на 2010 г.
В: Как беше потвърдено съществуването на Kepler-22b?
О: Космическият телескоп "Спицър" предостави допълнителни данни, които потвърдиха транзитите на Kepler-22b, а потвърждението за съществуването ѝ беше обявено на 5 декември 2011 г.
обискирам