Exoplanety a jejich hledání

Prezentace na téma: "Exoplanety a jejich hledání"— Transkript prezentace:

1 Exoplanety a jejich hledání
Filip Matějka

2 Obsah Co je exoplaneta Jakým způsobem je hledáme
Proč mají složitá jména Význačné exoplanety Obyvatelné exoplanety Jak překonat vzdálenost k nim? Dopplerův MaFin

3 Exoplaneta Planeta => splňuje podmínky planety tzn. dostatečná hmotnost, dostatečná gravitační síla Neboli extrasolární planeta => planeta mimo sluneční soustavu První objevena r. 1988 Dnes známe asi 3524 exoplanet Většina hmotností obdobná plynným obrům sluneční soustavy -> metody detekce Dopplerův MaFin

4 Mimozemské civilizace
Počet (příp. frekvence výskytu) existujících exoplanet v Drakeově rovnici zpřesňuje její výsledek Drakeova rovnice – teoreticky vyjadřuje počet inteligentních mimozemských civilizací Dopplerův MaFin

5 Metody detekce Planety jsou špatně viditelné => špatně odhalitelné
Primární dělení: Dynamické efekty Mikročočky Fotometrie Ostatní Zatím možnost detekce jen planety s cca 10 násobnou hmotností Země Dopplerův MaFin

6 Změna radiální rychlosti
Jedna z nejvyužívanějších Ve skupině dynamických efektů Dopplerův efekt -> posun spektrálních čar do modré či červené Perioda posunu -> tvar křivky červené => výstřednost drah Velikost posuvu => hmotnost těles a rychlost oběhu Nevýhody: rovina oběžné dráhy planety musí protínat zemi Dopplerův MaFin

7 Zákryty a přechody planet
Dynamický efekt Přechod tělesa přes hvězdu => měřitelný pokles jasnosti hvězdy Z amplitudy získáme hmotnost a průměr tělesa Nevýhody: pokles jasnosti musí být dostatečný Dopplerův MaFin

8 Poziční astrometrie Dynamický efekt
Newtonův gravitační zákon => planety obíhají okolo společného hmotného středu Z Keplerova 3 zákonu (jeho úpravy) 𝑎 3 𝑇 2 =𝐺 𝑀+𝑚 4 𝜋 2 získáme vzdálenost a periodu Nevýhody: tělesa musí mít velkou hmotnost a být málo vzdálená Dopplerův MaFin

9 Pozorování pulsarů Pulsar = po zhroucení supernovy, pravidelné pulsy elektromagnetického záření Změna polohy pulsaru oběhem planety => zpožďování či zrychlování záblesků Nevýhody: Jen u pulsarů, záblesky k Zemi Zajímavost: Pulsar žije „krátkou“ dobu => planety se vytváří „rychle“ Dopplerův MaFin

10 Mikročočky Fotometrická metoda Mikročočky a gravitační čočky
Přechod velmi hmotného a zářícího tělesa => nárůst a pokles jasnosti hvězdy => jestliže planeta v blízkosti tohoto tělesa vznikne peak zvětšení jasnosti Vzniká Einsteinův prstenec Dopplerův MaFin

11 Přímé zobrazení Přímé vyfotografování planety obíhající okolo hvězdy
Planeta viditelná přes odražené světlo Velmi špatně detekovatelné – obrovský poměr zářivých výkonů Dopplerův MaFin

12 Další metody Polarimetrie – detekování polarizace světla v atmosféře
Emise v infračerveném spektru – při vzniku planetárních systémů, kolize a roztavení -> obtížně detekovatelné Vylučovací metoda – hledání hvězd, u kterých se planety nemohou vyskytovat Dopplerův MaFin

13 Pojmenování Pojmenování hvězdy Dle pořadí přiřazení písmen od b
A – ponecháno jako označení samotné hvězdy Dopplerův MaFin

14 51 Pegasi b První objevená exoplaneta
Podobná Jupiteru => plynný obr Blízko hvězdy 51 Pegasi Není obyvatelná Dopplerův MaFin

15 Kepler 22 b 587 světelných let od Země V obyvatelné zóně hvězdy
Průměrná teplota cca 22°C X velmi eliptická dráha => výkyvy teploty Průměr 2 krát větší než Země Dopplerův MaFin

16 Gliese 667 Cc 24 světelných let od Země V obyvatelné zóně hvězdy
Průměrná teplota cca 4°C Perioda 28 dní 3 mateřské hvězdy Ve filmech Alien, Predator a Alien vs Predator první terraformovanou planetou Dopplerův MaFin

17 Kepler 452 B 1400 světelných let od Země
V obyvatelné zóně hvězdy, jedna z nejpodobnějších Zemi Perioda 385 dní Teoreticky možný život Dopplerův MaFin

18 Proxima Centauri b 4,2 světelných let od Země V obyvatelné zóně hvězdy
Objevena v srpnu 2016 Možnost vázané rotace => jedna strana stále ve stínu Parametry obyvatelnosti zkoumány Dopplerův MaFin

19 Obyvatelnost planety Přítomnost oceánu a pevniny
Zvýšená koncentrace kyslíku Klimatická stabilita – nízká excentricita, minimum ničivých nárazů Dopplerův MaFin

20 Obyvatelná zóna Vnitřní okraj – dán ztrátou vody
Vnější okraj – dán kondenzací oxidu uhličitého, kondenzace => peklos teploty, případně zamrznutí planety Energetická rovnováha planety 4𝜋 𝑅 𝑝 2 𝜎 𝑇 𝑒 4 =𝜋 𝑅 𝑝 2 1−𝐴 𝜋 𝐹 ℎ Kde Rp – vyzařovací plocha, Te – efektivní teplota, A – albedo, odrazivost a σ – Stefan-Bozmanova konstanta, ta spolu s ef. teplotou tvoří efektivní zářivý tok Fplanety Fh – efektivní zářivý tok hvězdy => def. 𝐹 ℎ𝑒 = 𝐹 ℎ 𝜋 𝑑 2 => 𝑑= 1−𝐴 𝐹 4𝜋𝜎 𝑇 𝑒 4 Dopplerův MaFin

21 U Slunce Určíme si vnější a vnitřní okraj obyvatelné zóny okolo Slunce – vnitřní okraj -> vypařování vody 𝑇 𝑒 =373 𝐾; vnější okraj -> kondenzace CO2 𝑇 𝑒 =218 𝐾 A=0,31; σ=5,67∙ 10 −8 𝑊 𝑚 −2 𝐾 −4 ; 𝐹= 3,8 ∙ 𝑊 𝑑 1 = 1−𝐴 𝐹 4𝜋𝜎 𝑇 𝑒 4 = (1−0,31)∙3,8 ∙ 𝜋∙5,67∙ 10 −8 ∙ =1,38∙ 𝑚 ~ 0,92 𝐴𝑈 𝑑 2 =4,04∙ 𝑚 ~ 2,6 𝐴𝑈 Dopplerův MaFin

22 Proxima Centauri U Proximy Centauri – vnitřní okraj -> vypařování vody 𝑇 𝑒 = 373 𝐾; vnější okraj -> kondenzace CO2 𝑇 𝑒 = 218 𝐾 A=0,31; σ=5,67∙ 10 −8 𝑊 𝑚 −2 𝐾 −4 ; 𝐹= 1,9 ∙ 𝑊 𝑑 1 = 1−𝐴 𝐹 4𝜋𝜎 𝑇 𝑒 4 = (1−0,31)∙1,9 ∙ 𝜋∙5,67∙ 10 −8 ∙ =9,7∙ 𝑚 ~ 0,0065 𝐴𝑈 𝑑 2 =2,9∙ 𝑚 ~ 0,019 𝐴𝑈 Dopplerův MaFin

23 Jak s k nim dostat Raketový pohon – nejrychlejší Atlas V ( km/h) => 7,2 mil. let ke Kepler 452 b Iontový motor – proud urychlených iontů => rychlejší, ale malý tah => používá se u dlouhodobých misí Ne více jak rychlost světla => nadsvětelný pohon v „bublině“ vlastního prostoru => interakce prostorů => „vlna“ Dopplerův MaFin

24 Děkuji za pozornost Děkuji organizačnímu týmu MAFINu
Děkuji za inspiraci a podporu RNDr. Petru Pudivítrovi Ph.D. A děkuji za odbornou konzultaci Johaně Vránové Pro více informací doporučuji Dopplerův MaFin

25 Zdroje http://solarviews.com/raw/earth/bluemarblewest.jpg
_New_Horizons_on_Launch_Pad_41.jpg/300px- Atlas_V_551_with_New_Horizons_on_Launch_Pad_41.jpg 7QK1uD-clipart.png Dopplerův MaFin