猫と惑星系

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系外衛星検出可能

2009-11-08 19:00:09 | 系外惑星系
ケプラー宇宙望遠鏡の能力的に、地球クラスの系外衛星が検出可能だそうですが、太陽系内最大衛星はガニメデ。質量として地球の1/40、氷の凝縮が期待できないハビタルゾーンで、地球クラスの衛星は捕獲以外無理。巨大惑星のラグランジュ点で形成された地球型惑星が、衝突することなく系外に放り出されることも無く捕獲される確立はかなり低い。
ラグランジュ点から外れて接近した時に、上層大気で減速して捕獲、既存の衛星を蹴散らして円軌道に入るパターンですか。単純にハビタルゾーンの地球型惑星を検出する方が確率が高い。以下、機械翻訳。
生命に友好的な衛星を発見します

40年前に、アポロ宇宙飛行士は、初めてそれを「人が住ませて」、我々の月の向こう側に重い足取りで歩きました - たった2時間半の間ではありますが。

画像版権:NASA / JPL
正規の住むに適した月が一度も見いだされたことがありません、しかし天文学者が我々がどのように遠い星の周りの衛星を見いだすかもしれないか考えています。
「私は系外衛星が、系外惑星と同じぐらい面白いと思います」、とロンドン大学のデイビッド・キッピングが言います。
我々自身の太陽系で、衛星が未来の宇宙任務の主な目標になっています。 けれども我々が我々の地元の秘密会議を越えて見るとき、天文学者がこれまでのところ(今まで)発見することが可能であったのは、ただ系外惑星に過ぎません。
キッピングは、この状態が変化しているかもしれないと言います。 彼と彼の同僚は現在の技術 - 特に最近発射されたケプラー宇宙望遠鏡 - を利用する系外衛星を捜すために新方式を負いました。
(王立天文学協会の毎月の通知の9月の問題に現われる)チームの計算は我々の太陽のおよそ500光年以内に星の周りに住むに適した地域(液体水が存在することができたところ)でNASAのケプラーが系外衛星を発見することができたことを示します。

月があなたの目にぶつかるとき

惑星の協会によれば、我々の太陽系は8つの惑星(すみません、冥王星)と170の衛星を持っています。 もちろん、これらの衛星の多くが寒い、生命がない岩です、しかし若干の科学者がある種の生物のために、木星のエウロパと土星のエンケラドスを可能な避難所であると考えます。


木星のような惑星の周りの軌道の仮説の住むに適した衛星からの光景の芸術家印象。
画像版権:ダン Durda
他の星系が惑星と衛星の類似の数を持っているかもしれません、そしてこれらのいずれかの分数が液体水を持つために、それらの星から右の距離にあるでしょう。
「我々の銀河に住むに適した惑星と比べてちょうど同じぐらい多くの住むに適した衛星があるかもしれません」、とキッピングが言います。
天文学者が前に誰かがどのように遠く離れた衛星を発見するかもしれないか考えました、しかしこれらのテクニックの多くが星、惑星と衛星の幸運な配置を必要とします。 キッピングと彼の同僚は、系外衛星を見つけるチャンスを増やすべきである選択肢を提案しています。
彼らの方法は、通過している惑星の近い観察を必要とします。そしてそれはその親星の前を通過する惑星です。 50以上の通過がケプラーとフランスによってリードされたコローのミッションから、もっとずっと多くが予想されるという状態で、これまでのところ検出されました。
「もし通過している惑星が衛星を持っているなら、それは惑星の軌道によろめきを起こすでしょう」、とキッピングが言います。
このようなよろめきは2つの通過の間の時間の変更の形で現われます、そしてそれはどれほど長い間1つの軌道を作るのに惑星を要するかです。 天文学者が前に通過タイミング変化を探しました、しかしこれまでのところ衛星の証拠が見られませんでした。

サターンのような惑星の周りの軌道の仮説の住むに適した衛星からの光景の芸術家印象。
画像版権:ダン Durda
1つの困難はいくつかのことが通過タイミングを変化させることができるということです。 システム、近日点先行、での他の惑星が規則違反に星印を付けます - これらすべてが系外衛星のシグナルをまねることができます。
キッピングのグループはどんな混乱でも避ける方法を持っています。彼らは、その星(すなわち、通過持続時間)の前に惑星が通過するスピードにおけるバリエーションを測ることによって、1が明瞭に衛星を識別することができることを示しました。 これは通過タイミングと持続時間における相違が、衛星に帰せられるとき、別に生じるからです。
同じく2つの効果を測ることにおいて付加的な役得があります:相違を結合することによって、人は衛星の質量とその軌道の期間を推測することができます。

仕事の上のケプラー

ケプラーは現在、惑星としてのまばたきがそれらの前に行く彼らの1人を捕えるのを待って、およそ100,000の目標星を凝視しています。
「ケプラーは我々に系外衛星捜索のための最も良い目標を与えるでしょう」、とキッピングが言います。


もう1つの太陽系で木星のような惑星を旋回している地球のような衛星の芸術家印象。
画像版権:ダン Durda
彼らの最近の仕事で、キッピングのチームは、彼らの方法が何を検出することができたか見るためにケプラーデータのシミュレーションを行ないました。 最も良いケースのシナリオで - 小さいM矮星の住むに適した地域で土星サイズの惑星で - ケプラーは地球質量の5分の1程度の旋回している衛星を見つけることができました。
これは、ケプラーが惑星を発見する可能性が高くないという事実がそれほど小さいと考えて、奇妙に思われるかもしれません。 キッピングは、それらの影、しかし彼のテクニックの大きさが衛星の影を見ることを必要としないから、惑星が通過調査で現われると説明します。 それは惑星に対するそれらの重力の効果によって間接的に衛星を発見します。
衛星を探し求めることは観察の戦略の変更を必要としないでしょう、しかしデータから系外衛星シグナルを引き出すために若干の仕事を必要とするでしょう。 それでケプラーにおいての誰かが見ていますか?
「今のところ彼らは惑星を探すことについての彼らの主要目的に熱心です」、とキッピングが言います。 けれども遠くまで道を進んで、彼と彼の同僚はケプラーのフィールドの25,000の星が系外衛星のために測量されることができたと推定します。
最初の見いだされた通過している惑星(HD 209458b)の周りに系外衛星シグナルを探したカリフォルニアの Las Cumbres 観測所 Global 望遠鏡のティム・ブラウンは、候補星の実際の数がずっと少ないであろうと言います。
「通過タイミングを測るか、あるいは相違を速めるために、人は最初に通過している惑星を持っていなくてはなりません、しかしそんなものを示すスターの分数は非常に小さいです」、と彼が言います。
系外衛星がそのホスト星の前を過ぎ去るとき、ブラウンは同じく輝きの中でくぼみを発見しようとするよう、他の捜索方法がより容易であるかもしれないかどうか疑います。
眠ることは、最も効果的な発見テクニックがケースからケースへと変動するであろうと言うことによって、反応します。

衛星の生命
もし系外衛星が住むに適した地域で結局は発見されるなら、衛星が生命を消滅させるかもしれない離心率を持つことができますから、1つはそれらが本当に「住むに適している」の愛称に値するかどうかと思うかもしれません。


芸術家の宇宙のケプラー望遠鏡の印象。
画像版権:NASA / JPL
例えば、衛星が、落ち着かないで長い日夜サイクルをもたらして、その惑星の潮汐ロックがかかるかもしれません。 同じく、惑星の放射能ベルトは、衛星の大気を離れているようにはがすことができます。
キッピングと彼の同僚は、衛星居住性の細部を取り上げません。しかしそれらは1地球質量の少なくとも3分の1の衛星が生命に発展させるべきかすかな見込みを与えるのに十分長期のその雰囲気を守ることができた磁場にしがみつくことが可能であるべきであることを示した他の人たちを引用します。
ある特定の好意的な事例で、天文学者はただより良く衛星が大気を持っているかどうか言い当てることが可能であるかもしれません。
「もし我々がその期間を持っているなら、我々は衛星食がいつ起こるであろうか予測することが可能であるかもしれません」、とキッピングが言います。 このようなイベントの 分光学研究が衛星面に大気のガスからシグナルを明らかにすることができました。
しかしながら、我々の太陽系のすべての衛星がキッピングの方法(最も大きい衛星が地球の3%以下の質量でガニメデである)によって発見されるにはあまりにも小さいことは指摘されるべきです。 キッピングは、これが天文学者に見ることを思いとどまらせるべきではないと言います。
「我々は非常に多くの驚きをこれまでに持っているので、衛星が系外惑星からこれほど大きくないであろうと想定することが大胆でしょう」、とキッピングが言います。


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