science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Hoe nomadenplaneten werken

Artistieke vertolking van een nomadenobject dat door het interstellaire medium dwaalt. Het object is opzettelijk wazig om onzekerheid te tonen over het al dan niet hebben van een atmosfeer. Bekijk meer foto's van ruimteverkenning. Afbeelding door Greg Stewart/SLAC

Denk aan elke ruimtefilm die je hebt gezien en noem de slechtst denkbare manier waarop een personage is vermoord (en probeer de baby-alien te vergeten die uit de borst van die man springt). Begrepen? OKE. De op één na slechtste manier om in de ruimte te sterven, moet zeker wegdrijven van het moederschip -- gewoon daarbuiten zijn, zonder controle over richting of lot (hoewel het een heel snelle dood zou zijn).

Stel je nu voor dat er in het echte leven misschien miljoenen planeten losgekoppeld zijn van het moederschip. Ze heten nomadenplaneten (ook bekend als vrij zwevend , interstellaire of weesplaneten ), en astronomen en sci-fi-fans denken al een tijdje na over hun bestaan.

Bestaand in de onderwereld tussen zonnestelsels, deze planeten kunnen ontstaan ​​nadat ze uit hun banen zijn verdreven, of ze kunnen zich vormen nadat een interstellaire wolk instort. In elk geval, ze zwerven door de Melkweg. Zou de aarde de laars kunnen krijgen, te? Zou een schurkenplaneet door ons zonnestelsel kunnen crashen? De ontdekking van nomadenplaneten heeft ons gedwongen enkele zeer basale concepten opnieuw te onderzoeken, variërend van hoe planeten worden gevormd tot hoe ze hun plaats in een baan om de aarde houden.

Tegelijkertijd, deze zwervers hebben ons doen beseffen dat we niet zo alleen zijn als we dachten op planetair niveau. In feite, we hebben misschien veel meer gezelschap dan alleen exoplaneten bieden. Ja, nomadenplaneten kunnen in de quadriljoenen tellen, volgens een schatting van Dr. Louis Strigari, een astrofysicus aan het Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology.

Omdat dit zo'n nieuw concept is, de wetenschappelijke gemeenschap is nog steeds hard aan het werk om het bestaan ​​van planeten te bevestigen die niet aan een ster zijn gebonden. In dit artikel, we zullen onderzoeken hoe nomadenplaneten worden gemaakt, hoe ze schurken kunnen worden, waar ze heen gaan en, Tenslotte, als ze het leven zouden kunnen volhouden.

Er is nog veel dat we niet weten over nomadenplaneten, maar dat is een deel van wat ze zo opwindend maakt.

Inhoud
  1. Eerst, de enge dingen over nomadenplaneten
  2. Waar komen nomadenplaneten vandaan?
  3. Hoe zouden de omstandigheden op een nomadenplaneet kunnen zijn?
  4. Zou er leven kunnen bestaan ​​op nomadenplaneten?

Eerst, de enge dingen over nomadenplaneten

Dit NASA-schema verklaart de principes van gravitationele microlensing door een zwart gat. Een cluster van sterrenstelsels, natuurlijk, kan dienen als de lens die het licht vergroot, te. Afbeelding met dank aan NASA

Een groot deel van de wereld hoorde medio 2011 voor het eerst over nomadenplaneten, met dank aan een studie geschreven door Takahiro Sumi, een astrofysicus aan de Osaka University in Japan. Sumi's team vertrouwde op zwaartekracht microlensing , dat is dezelfde techniek die wordt gebruikt om exoplaneten in de melkweg te ontdekken. De techniek is gebaseerd op het licht van een achtergrondbron zoals een ster die wordt vervormd wanneer een object tussen de achtergrondster en de aarde passeert; in feite, dat licht wordt tijdelijk vergroot. Sumi en zijn collega's ontdekten 10 planeten met een massa van ongeveer Jupiter-formaat die geen herkenbare baan leken te volgen [bron:Sumi]. Het nieuws verlichtte de Facebook-muren van ruimtejunkies en Twitter-feeds sneller dan een "Next Generation" filmaankondiging.

Zoals we zeiden, de theorie is dat deze chronische meanderers zich kunnen ontwikkelen uit dezelfde gas- en stofwolken waaruit sterren worden geboren, of dat zonnestelsels ze uit hun baan kunnen werpen. Op een verwante opmerking, zonnestelsels zouden nabijgelegen nomadenplaneten kunnen aantrekken en in brede banen kunnen vangen. Het is heel goed mogelijk dat, een keer, ons zonnestelsel had meer planeten dan we nu weten. Misschien heeft het afstoten van een paar vreemde planeten het voor de aarde mogelijk gemaakt om haar Goudlokje-positie ten opzichte van onze zon te vinden.

Wat betreft de angst dat de aarde zou kunnen botsen met een schurkenplaneet, Ja, er is een kleine kans dat het kan gebeuren, maar onze melkweg zit boordevol kleinere, vaker voorkomende en even dodelijke bedreigingen (vertaling:asteroïden) om je zorgen over te maken. Onze kansen om te worden weggevaagd door een komeet of een asteroïde van een paar mijl breed zijn veel groter, hoewel nog steeds relatief slank in het grote geheel van dingen [bron:Mosher].

Sumi's oorspronkelijke onderzoek schatte dat er voor elke ster in onze melkweg twee of drie nomadenplaneten zouden kunnen zijn. Een andere studie, minder dan een jaar later, door het Kavli Institute in Stanford, bracht de schatting omhoog, zeggen dat er maximaal 100 kunnen zijn, 000 nomadenplaneten voor elke ster in de Melkweg.

Het sleutelwoord in die laatste zin is 'zou kunnen'. De schatting van Kavli werd bepaald door rekening te houden met zaken als het volgende [bron:Freeberg]:

  • de bekende zwaartekrachtszwaai van de Melkweg
  • de hoeveelheid materie die beschikbaar is om nomadenplaneten te maken
  • de manier waarop die materie zichzelf zou rangschikken in nomadische planeten, die zo klein zou kunnen zijn als Pluto of zo groot als Jupiter

Indien correct, die theorie roept vraagtekens op hoe planeten worden gevormd en welke rol nomadenplaneten in onze melkweg hebben. Voor nu, laten we werken aan wat we wel weten en de mogelijkheden verkennen van wat zou kunnen zijn.

Waar komen nomadenplaneten vandaan?

De opvatting van deze kunstenaar illustreert een Jupiter-achtige planeet alleen in het donker van de ruimte, vrij zwevend zonder een ouderster. In 2011, Astronomen hebben bewijs gevonden voor 10 van dergelijke eenzame werelden, dacht te zijn "opgestart, " of uitgeworpen, van de ontwikkeling van zonnestelsels. Afbeelding met dank aan NASA/JPL-Caltech

Laten we wat achtergrondinformatie krijgen over wat heel gewone planeten zou kunnen blijken te zijn. Tot dusver, veel van wat wetenschappers hebben aangenomen over nomadenplaneten is afgeleid van wat we al hebben geleerd door ons eigen zonnestelsel en jongere zonnestelsels in onze melkweg te bestuderen.

Zo ver we weten, ze kunnen variëren in verschillende maten en make-up. Onthouden, de eerste nomadenplaneten die in Sumi's bevindingen verschenen, waren planeten van de Jupiterklasse. Het is dus niet onredelijk om aan te nemen dat kleinere planeten met minder massa schurkenstaten kunnen worden, te. In feite, de kleinere zijn misschien betere kandidaten om uit een jong planetenstelsel te worden geduwd; de grotere kunnen een "geboren" schurk zijn; dat is, ontstaan ​​uit stervormende clusters.

Het idee achter uitwerpen is dat nomadenplaneten onderhevig zijn aan zwaartekracht van verschillende bronnen, variërend van andere sterren tot nabije planeten. Om een ​​voorbeeld te geven van hoe dit zou kunnen werken, wetenschappers hebben planeten ter grootte van Jupiter waargenomen in andere zonnestelsels die hun banen heel dicht bij hun zon houden (denk aan Mercurius of Venus dichtbij). Stel je nu voor dat onze eigen Jupiter langzaam zijn baan begon te verkorten en dichter bij de zon kwam. Zijn massa is meer dan 300 keer groter dan die van de aarde, waardoor het een aanzienlijk zwaartekrachtveld heeft.

Als een planeet zo groot als Jupiter naar binnen beweegt, het zou het pad van vele planeten verstoren, manen en dwergplaneten in de buurt door kleinere planeten naar zich toe te trekken. De aan-en-uit sleepboot van een passerende grote planeet zou kleinere planeten uit hun baan kunnen trekken. Toen hun banen veranderden, ze zouden uit het zonnestelsel in de leegte kunnen worden geslingerd. Het lijkt veel op hoe we de aantrekkingskracht van planeten en manen gebruiken om satellieten verder de ruimte in te slingeren, alleen hebben we het deze keer over een planeet, in plaats van een ruimtevaartuig, een zwaartekrachthulp krijgen. Dat is slechts één voorbeeld van hoe een planeet uit koers kan raken.

Een ander voorstel houdt in dat een planeet uit zijn zonnestelsel kan worden gestoten als zijn ster in een supernova verandert. Natuurlijk, sommige planeten zouden worden vernietigd door de gewelddadige explosie, maar degenen die verder weg cirkelen, zouden naar buiten de ruimte in worden geduwd, ongebonden aan een thuisster.

Eenmaal buiten een zonnestelsel, een nomadenplaneet kan onder verschillende zwaartekrachtsinvloeden vallen. Computermodellen hebben aangetoond dat als een planeet vroeg in het leven van een stercluster wordt weggegooid, die planeet zal eerder in een wijd, losse baan rond een andere naburige ster. Hoe groter de ster, hoe waarschijnlijker het is om een ​​nomadenplaneet te heroveren. Computermodellen laten ook zien dat het heel goed mogelijk is dat nomadenplaneten worden gevangen door de zwaartekracht van zwarte gaten [bron:Perets].

Andere mogelijkheden zijn planeten die binnen de grotere baan van het Melkwegstelsel reizen. Dit betekent dat ze zich nog steeds op de galactische dansvloer bevinden en met de menigte meebewegen, maar ze reizen gewoon niet in een groep. En tenslotte, het is heel goed mogelijk dat twee nomadenplaneten elkaar zouden kunnen ontmoeten en hun eigen binaire systeem zouden kunnen vormen -- slechts een paar eenzame planeten die romantisch om elkaar heen draaien in de leegte van de ruimte. Plots klinken nomadenplaneten een stuk minder dreigend, Rechtsaf?

Hoe zouden de omstandigheden op een nomadenplaneet kunnen zijn?

We zullen het pas zeker weten als we een nomadenplaneet kunnen bestuderen. maar er zijn enkele basisaannames die gemaakt moeten worden op basis van wat we al weten van het observeren van planeten, dwergplaneten en manen binnen ons eigen zonnestelsel en daarbuiten. Laten we dus enkele van de mogelijke attributen van nomadenplaneten onderzoeken.

Zouden ze dag en nacht hebben? Nee. Zoals we al weten, ons daglicht wordt gegenereerd door onze positie ten opzichte van de zon. Zonder die nabije zon, er is geen daglicht zoals wij het kennen. Dat gezegd hebbende, je kunt vermoedelijk fotosynthese van de lijst afstrepen, te.

Zouden ze een sfeer hebben? Ja, het is heel goed mogelijk dat een nomadenplaneet een atmosfeer heeft. Om de sfeer te behouden, planeten moeten voldoende zwaartekracht hebben om de gassen vast te houden en de temperaturen moeten laag genoeg zijn zodat gassen niet worden afgebroken en de ruimte in kunnen ontsnappen. Als je naar de buitenste regionen van ons zonnestelsel kijkt, zelfs het kleine Pluto behoudt zijn atmosfeer. Dus ja, een nomadenplaneet zou een atmosfeer kunnen behouden, maar dat wil niet zeggen dat het ademend zou zijn volgens de normen van de aarde.

Welk klimaat zouden ze kunnen hebben? Laten we zeggen dat je waarschijnlijk een zware jas wilt meenemen als je het oppervlak van de meeste nomadenplaneten bezoekt. De meeste oppervlaktetemperaturen van de aarde worden bepaald door zonlicht. Zonder die zon, dingen zullen vrij snel behoorlijk koud worden. Maar dat wil niet zeggen dat elke nomadenplaneet een onvruchtbare brok ijzige dood zal zijn. De meeste onderaardse temperaturen op aarde worden veroorzaakt door de krachten van radioactiviteit, wrijving en druk werken in het centrum van de planeet. Hoewel hun oppervlakken misschien koud zijn, sommige nomadenplaneten kunnen warmere, levensonderhoudende temperaturen in de richting van hun centra, voldoende massa gegeven. Als ze een voldoende dikke atmosfeer hebben, ze hebben zelfs een kans om wat warmte op hun oppervlak te hebben [bron:Freeberg].

Zouden ze water hebben? Het is een mogelijkheid dat water - of meer waarschijnlijk ijs - zou kunnen bestaan ​​op sommige nomadenplaneten. Met behulp van onbemande robots en satellieten, wetenschappers hebben ijs op Mars ontdekt en bewijs van oud vloeibaar water daar, te. Verder weg in het zonnestelsel, Europa (een van de manen van Jupiter) wordt verondersteld een oppervlak te hebben dat bestaat uit ijs, die een oceaan van water bedekt. Als we water vinden op andere planeten en manen in ons eigen zonnestelsel, de kans dat het op een nomade bestaat, is ook groot. Vermenigvuldig dat met maximaal 100, 000 nomadenplaneten per ster in onze melkweg, en de mogelijkheden groeien snel.

Zou er leven kunnen bestaan ​​op nomadenplaneten?

Nomadenplaneten kunnen een belangrijke rol spelen in de toekomst van onze (hopelijk) omvangrijke ruimteavonturen. Afbeelding met dank aan NASA

Het leven ... dat is nu de spelveranderende vraag. Is de interstellaire ruimte in onze melkweg werkelijk vol leven? Mogelijk. Van wat we weten van andere planeten, we moeten aannemen dat nomadenplaneten enkele overeenkomsten zullen vertonen. En van wat we tot nu toe hebben ontdekt, we weten dat de meeste planeten het leven zoals wij dat kennen niet kunnen ondersteunen. Maar de wet van gemiddelden op galactische schaal zegt dat leven kan bestaan. Wij zijn daar het levende bewijs van.

Zelfs Louis Strigari, de leider van het team achter de 100, 000 nomade-planeet-per-ster-schatting, zei dit tegen Stanford News:"Als een van deze nomadenplaneten groot genoeg is om een ​​dikke atmosfeer te hebben, ze hadden genoeg warmte kunnen vasthouden om bacterieel leven te laten bestaan." In dit geval, sommige zeldzame planeten kunnen levensvormen herbergen die zich hebben aangepast om in de meest extreme omstandigheden in onze melkweg te leven.

Hetzelfde, sommige nomadenplaneten dragen misschien de overblijfselen - of bouwstenen, afhankelijk van de manier waarop je het bekijkt -- van het leven in hun vorige zonnestelsels. Gezien genoeg willekeurige ontmoetingen met asteroïden en ander puin, ze zouden dat materiaal door de melkweg kunnen verspreiden.

Eindelijk, het is volkomen aannemelijk dat mensen op een dag in de toekomst een nomadenplaneet zouden kunnen bewonen. Proxima Centauri, de ster die het dichtst bij onze zon staat, is een aanzienlijke 4,22 lichtjaar verwijderd van de aarde. Nomadenplaneten zouden de ruimtebases kunnen worden van menselijke ruimtereizen. Zodra we uit ons zonnestelsel breken, we zouden gastvrije nomadenplaneten kunnen gebruiken om ons een weg naar een ander sterrenstelsel te eilandhoppen. Nogmaals, met zoveel planeten daarbuiten, we hoeven misschien niet eens helemaal naar een andere ster te gaan om nieuwe te ontdekken. Zo groot, lege duisternis tussen de zon en de sterren is plotseling vol potentieel -- en vragen die beantwoord moeten worden.

WetenschapAstronomietermenDrijvende planeetWetenschapAstronomieHoe nomadenplaneten werkenWetenschapRuimteverkenningHoe planeetjacht werktWetenschapHet zonnestelselWaarom wordt Pluto niet langer als een planeet beschouwd?WetenschapToekomstige ruimteHoe zullen we andere planeten koloniseren?WetenschapGeofysicaHoeveel weegt planeet Aarde?WetenschapHet zonnestelselWaarom duurde het zo lang om planeet negen te 'ontdekken'? Wetenschap Het zonnestelsel Wat is de volgorde van de planeten in het zonnestelsel? Wetenschap Het zonnestelsel Regent het op andere planeten? Wetenschap Het zonnestelsel Jupiter:Yokozuna van gasreuzen, Banisher of PlanetsWetenschapHet zonnestelselHoe ontstaan ​​planeten?WetenschapSterrenWitte dwergen kunnen planeten aan stukken scheurenWetenschapHet zonnestelselWie heeft de planeet aarde genoemd?WetenschapRuimteverkenningHeeft een planeet continenten nodig om leven te ondersteunen?WetenschapHet zonnestelselIs planeet negen eigenlijk een oerzwart gat?WetenschapRuimteverkenning Hoeveel planeten in ons universum zou het leven kunnen ondersteunen? WetenschapSterrenKan een planeet bestaan ​​zonder een gastheerster? Wetenschap Het zonnestelsel Waarom zijn planeten bijna bolvormig? Wetenschap Het zonnestelsel NASA kondigt nieuw zonnestelsel aan boordevol zeven planeten Wetenschap Het zonnestelsel Pluto:is het toch een planeet? Wetenschap Het zonnestelsel Haumea, een dwergplaneet in de Kuipergordel, Heeft zijn eigen ringWetenschapRuimteverkenningNieuwe NASA-satelliet jaagt op verre planetenWetenschapHet zonnestelselOude vernietiging van dwergplaneten heeft mogelijk de ringen van Saturnus gecreëerdWetenschapHet zonnestelselIs de aarde de enige planeet met tektonische platen? WetenschapSterrenHoe detecteren astronomen dat een ster een planeet heeft die eromheen draait? Wetenschap Ruimteverkenning water op exoplaneten? Wetenschap Het zonnestelselDe waarheid achter de schurkenplaneet NibiruWetenschapHet zonnestelselUranus:de planeet op een zeer gekantelde asWetenschapHet zonnestelselPloonets:wanneer manen planeten wordenWetenschapAstronomietermenPlanetariumWetenschapRuimteverkenning10 Opmerkelijke exoplanetenWetenschapRuimteverkenning:de meest nabije exoplaneet tot nu toe bevestigd door de Europese sterrenwacht SystemScienceStarsZo detecteren we leven op verre exoplanetenWetenschapRuimteverkenning NASA's Kepler-missie voegt 100 buitenaardse werelden toe aan Exoplanet TallyWetenschapRuimteverkenningKan amateurastronomie Nomers spotten exoplaneten? WetenschapToekomstige ruimte10 Beste ideeën voor interplanetaire communicatieWetenschapRuimteverkenningLISA:detectie van exoplaneten met behulp van zwaartekrachtgolvenWetenschapHet zonnestelselHoe NASA planetaire bescherming werktWetenschapAstronomietermenPlanetesimale hypothese AmusementGedenkwaardige filmsIn 'Star Wars' Hele sterren en planeten worden vernietigd - kan dat?

Veel meer informatie

Notitie van de auteur:Hoe nomadenplaneten werken

"Wacht wat?!" Dat is de reactie die ik van iedereen kreeg toen ik zei dat ik aan een artikel over nomadenplaneten werkte. Dit is een onderwerp dat evenveel angst en fascinatie oproept. En hoe meer ik heb geleerd over dit zeer nieuwe onderwerp, hoe meer ik gefascineerd ben. De mogelijkheid om planeten net buiten ons eigen zonnestelsel te bezoeken is ronduit boeiend.

gerelateerde artikelen

  • Hoe ontstaan ​​planeten?
  • Hoe asteroïdengordels werken
  • Zal orbitale chaos de aarde veroorzaken, Venus en Mars botsen?
  • Hoe Planet Hunting werkt
  • 10 opmerkelijke exoplaneten

bronnen

  • Vrijberg, Andy. "Onderzoekers zeggen dat de melkweg kan wemelen van 'nomadenplaneten'." Stanford University News. 23 februari 2012. (3 april, 2012) http://news.stanford.edu/news/2012/february/slac-nomad-planets-022312.html
  • Moser, Dave. "'Nomad'-planeten komen vaker voor dan gedacht, Kan in een baan om zwarte gaten draaien." National Geographic Daily News. 24 februari, 2012. (4 april, 2012) http://news.nationalgeographic.com/news/2012/02/120224-rogue-nomad-planets-stars-black-holes-space-science/
  • Perets, Hagaï. "Over de oorsprong van planeten in zeer brede banen van de herovering van vrij zwevende planeten" Cornell University Library. 10 februari 2012. (4 april, 2012) http://arxiv.org/abs/1202.2362
  • Sumi, Takahiro. "Ongebonden of verre planetaire massapopulatie gedetecteerd door gravitationele microlensing." Natuur. 18 mei 2011. (3 april, 2012) http://www.nature.com/nature/journal/v473/n7347/full/nature10092.html