Kepler-62f

Kepler-62f

Kepler-62f (také známý pod svým označením Kepler Object of Interest KOI -701.04 ) je exoplaneta super Země obíhající v obyvatelné zóně hvězdy Kepler-62 , nejvzdálenější z pěti takových planet. objevila kolem hvězdy kosmická loď NASA Kepler . Nachází se asi 990 světelných let (304 parseků ) od Země v souhvězdí Lyry .

Kepler-62f obíhá svou hvězdu ve vzdálenosti 0,718 AU (107 400 000 km; 66 700 000 mi) od své hostitelské hvězdy s oběžnou dobou zhruba 267,3 dne , má hmotnost nejméně 2,8krát větší než Země a má poloměr kolem 1,41krát větší než na Zemi. Je to jeden z nadějnějších kandidátů na potenciální obyvatelnost , protože její mateřská hvězda je relativně tichá hvězda a má menší hmotnost než Slunce - může tedy žít až v rozmezí asi 30 miliard let. Vzhledem ke své hmotnosti je Kepler-62f pravděpodobně pozemskou nebo oceánem pokrytou planetou. Klíčové součásti exoplanety je však stále potřeba posoudit, aby bylo možné určit obyvatelnost; jako je jeho atmosférapokud nějaká existuje, protože leží ve vnější části obyvatelné zóny své hostitelské hvězdy.

Objev exoplanety (spolu s Kepler-62e ) byl oznámen v dubnu 2013 NASA jako součást zveřejnění dat kosmické lodi Kepler . Exoplaneta byla nalezena pomocí tranzitní metody , při které se měří efekt stmívání, který planeta způsobuje, když se kříží před svou hvězdou. Podle vědců je potenciálním kandidátem na hledání mimozemského života a byl vybrán jako jeden z cílů ke studiu v programu Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI).

Fyzikální vlastnosti

Hmotnost, poloměr a teplota

Kepler-62f je super-Země , exoplaneta s poloměrem a hmotností větší než Země, ale menší než mají ledoví obri Neptun a Uran . Má rovnovážnou teplotu 208 K (-65 °C; -85 °F), blízkou teplotě Marsu . Má poloměr 1,4 R Země , umisťuje ji pod poloměr ≥1,6 R Země , kde by jinak byl mini-Neptun s těkavým složením, bez pevného povrchu. Vzhledem ke svému poloměru se pravděpodobně jedná o kamennou planetu. Hmotnost však zatím není omezena, odhady uvádějí horní hranici <35 M Země , očekává se, že skutečná hmotnost bude výrazně nižší. Skutečná hodnota je pravděpodobně kolem 2,8 M Země , za předpokladu skalnatého složení.

Hostitelská hvězda

Hlavní článek: Kepler-62

Planeta obíhá kolem hvězdy ( typu K ) jménem Kepler-62 , kterou obíhá celkem pět známých planet. Hvězda má hmotnost 0,69 M a poloměr 0,64 R . Má teplotu 4925 K a je starý 7 miliard let. Pro srovnání, Slunce je staré 4,6 miliardy let a má teplotu 5778 K. Hvězda je poněkud chudá na kov, s metalicitou ([Fe/H]) −0,37, popř. 42 % slunečního množství. Jeho svítivost ( L ) je 21 % Slunce.

Zdánlivá magnituda hvězdy neboli to, jak jasná se jeví z pohledu Země, je 13,65. Proto je příliš slabý na to, aby byl vidět pouhým okem.

Orbit

Kepler-62f obíhá kolem své hostitelské hvězdy každých 267,29 dne ve vzdálenosti hlavní poloosy asi 0,718 astronomických jednotek (107 400 000 km , 66 700 000 mi ), což je zhruba stejně jako hlavní poloosa Venuše od Slunce. Ve srovnání se Zemí je to asi sedm desetin vzdálenosti od ní ke Slunci. Odhaduje se, že Kepler-62f přijímá asi 41 % množství slunečního záření , které Země vyzařuje ze Slunce, což je srovnatelné s Marsem , který přijímá 43 %.

Obyvatelnost

Umělcova koncepce Kepler-62f (v popředí) jako kamenné pozemské exoplanety obíhající kolem své hostitelské hvězdy (uprostřed) . Skutečný vzhled není znám. Kepler-62e je vidět v dálce jako blikající hvězdu.Viz také: Obyvatelnost hvězdných systémů hlavní posloupnosti typu K

Vzhledem ke stáří planety (7 ± 4 miliardy let), ozáření (0,41 ± 0,05 násobku Země) a poloměru (1,41 ± 0,07 násobku Země) je uvažováno skalnaté složení (silikáto-železo) s přídavkem možná značného množství vody. přijatelný. Studie modelování naznačuje, že je pravděpodobné, že velká většina planet v jeho rozsahu velikosti je zcela pokryta oceánem. Pokud je jeho hustota stejná jako hustota Země, její hmotnost by byla 1,41 3 nebo 2,80 násobek hmotnosti Země. Podle studie slapových účinků na potenciálně obyvatelné planety má planeta potenciál hostit měsíc . Planeta může být jediným kandidátem na obyvatelnou zónu, který by se vyhnul vysychání ozařováním z hostitelské hvězdy na jejím současném místě.

klima

Ačkoli Kepler-62f může být oceánem pokrytá planeta s horninou a vodou na povrchu, je nejdále od své hvězdy, takže bez dodatečného množství oxidu uhličitého ( CO
2), může to být planeta pokrytá zcela ledem. Aby Kepler-62f udržel klima podobné Zemi (s průměrnou teplotou kolem 284-290 K (11-17 °C; 52-62 °F), alespoň 5 barů (4,9 atm) oxid uhličitý by musel být přítomen v atmosféře planety.

Dne 13. května 2016 oznámili vědci z Kalifornské univerzity v Los Angeles (UCLA), že našli různé scénáře, které umožňují, aby byla exoplaneta obyvatelná. Testovali několik simulací založených na Kepler-62f s atmosférou, jejíž tloušťka se pohybuje od stejné jako je tloušťka Země až po 12krát silnější než má naše planeta, různé koncentrace oxidu uhličitého v její atmosféře, od stejného množství jako v zemská atmosféra až 2500krát vyšší než úroveň a několik různých možných konfigurací pro její oběžnou dráhu. V červnu 2018 studie naznačují, že Kepler-62f může mít roční období a klima podobné těm na Zemi.

Další faktory

Vzhledem k tomu, že se jedná o nejvzdálenější planetu svého hvězdného systému, účinky slapového vývoje z vnitřních planet a hostitelské hvězdy na Kepler-62f pravděpodobně neměly během jeho života významné výsledky. Axiální sklon se pravděpodobně nezměnil, a proto může mít planeta axiální sklon (kdekoli od 14°-30°) a rotační periodu poněkud podobnou Zemi. To může dále učinit planetu udržitelnější z hlediska obyvatelnosti, protože by byla schopna přenášet teplo na noční stranu, místo aby to byla planeta, jejíž povrch je napůl voda a napůl led.

Hvězdy typu K jako Kepler-62 mohou žít přibližně 20-40 miliard let, což je 2 až 4krát déle, než je odhadovaná životnost našeho Slunce.Nízká hvězdná aktivita oranžových trpaslíků, jako je Kepler-62, vytváří relativně příznivé radiační prostředí pro planety obíhající v jejich obyvatelných zónách, což zvyšuje jejich potenciální obyvatelnost. Jeden revizní test v roce 2015 dospěl k závěru, že Kepler-62f spolu s exoplanetami Kepler-186f a Kepler-442b jsou pravděpodobně nejlepšími kandidáty na to, aby byly potenciálně obyvatelnými planetami.

Objev

Potvrzené malé exoplanety v obyvatelných zónách (umělcovy dojmy).( Kepler-62e , 62f, 186f , 296e , 296f , 438b , 440b , 442b )

Pozorovala kosmická loď Kepler NASA150 000 hvězd v katalogu Kepler Input Catalog , včetně Kepler-62, mezi 13. květnem 2009 a 17. březnem 2012. Softwarové potrubí, které hledalo periodický pokles jasnosti hvězdy, znamení planetárního přechodu hvězdy, zpočátku našlo tři planety kolem Kepler-62, včetně Kepler-62e . Kvůli chybě v softwarovém potrubí byla planeta 62f vynechána. Eric Agol , profesor astronomie na Washingtonské univerzitě , objevil tři další tranzity, které potrubí minul, který se vyskytoval každých 267 dní a s podrobnější analýzou tým Keplera dospěl k závěru, že čtvrté planetární těleso, 62f, bylo zodpovědné za periodické 267denní tranzity. Objev spolu s planetárním systémem hvězdy Kepler-69 byl oznámen 18. dubna 2013.

Navazující studie

Dne 9. května 2013 diskutovalo kongresové slyšení dvou podvýborů Sněmovny reprezentantů Spojených států " Objevy exoplanet: Našli jsme další Země? ", které bylo vyvoláno objevem exoplanety Kepler-62f spolu s Kepler-62e a Kepler-69c . Související speciální vydání časopisu Science , publikované dříve, popisovalo objev exoplanet.

Ve vzdálenosti téměř 300 parseků (990 ly) je Kepler-62f příliš vzdálený a jeho hvězda příliš daleko na to, aby současné dalekohledy nebo příští generace plánovaných dalekohledů určily její hmotnost nebo zda má atmosféru. Sonda Kepler se zaměřila na jedinou malou oblast oblohy, ale vesmírné teleskopy nové generace pro lov planet, jako jsou TESS a CHEOPS , budou zkoumat blízké hvězdy po celé obloze.

Blízké hvězdy s planetami pak mohou být studovány připravovaným vesmírným teleskopem Jamese Webba a budoucími velkými pozemskými dalekohledy za účelem analýzy atmosféry, určení hmotnosti a odvození složení. Kromě toho by pole čtvercových kilometrů výrazně zlepšilo rádiová pozorování přes observatoř Arecibo a teleskop Green Bank .

Cíl mimozemské inteligence

Kepler-62f a další exoplanety Kepler-62 jsou speciálně zaměřeny v rámci vyhledávacích programů Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI). Budou skenovat oblasti, zda neobsahují signály, které by mohly představovat technologický život v systému. Vzhledem k mezihvězdné vzdálenosti 990 světelných let (300 pc) by signály opustily planetu před mnoha lety. Od roku 2016 nebyly žádné takové signály nalezeny.