AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 19: Eksoplaneter og jakten på liv og sånt

Like dokumenter
AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 16: Eksoplaneter og jakten på liv

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 18: Eksoplaneter og jakten på liv

AST1010 En kosmisk reise. Innhold 10/13/15. Forelesning 16: Eksoplaneter og jakten på liv

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise. I dag 2/16/2017. Forelesning 11: Dannelsen av solsystemet. Planetene i grove trekk Kollapsteorien Litt om eksoplaneter

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 7: Dannelsen av solsystemet

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 12: Dannelsen av solsystemet

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 12: Dannelsen av solsystemet

ESERO AKTIVITET Grunnskole

AST1010 En kosmisk reise. Innhold 28/02/16. Forelesning 12: Dannelsen av solsystemet

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise. Innhold 9/27/15. Forelesning 12: Dannelsen av solsystemet

UNIVERSITETET I OSLO

FASIT UNIVERSITETET I OSLO. Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 12: Melkeveien

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 17: Melkeveien

ESERO AKTIVITET Grunnskole og vgs

Melkeveien sett fra jorda

UNIVERSITETET I OSLO

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 21: Oppsummering

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 7: De indre planetene og månen del 1: Merkur og Venus

Innhold. AST1010 En kosmisk reise. Melkeveien sed fra jorda 10/19/15. Forelesning 17: Melkeveien

10/23/14. AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 17: Melkeveien. Innhold. Melkeveiens struktur Det sorte hullet i sentrum av Melkeveien Mørk materie

EksameniASTlolo 13 mai2

2/12/2017. AST1010 En kosmisk reise. De viktigste punktene i dag: Jupiter. Forelesning 9: De store gassplanetene og noen av deres måner

ESERO AKTIVITET Klassetrinn grunnskolen

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 8: De store gassplanetene og noen av deres måner

2/7/2017. AST1010 En kosmisk reise. De viktigste punktene i dag: IAUs definisjon av en planet i solsystemet (2006)

AST1010 En kosmisk reise

Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 6: De indre planetene og månen del 1: Merkur og Venus

Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

AST1010 En kosmisk reise

Superbeboelige planeter Planetersom er enda mer egnet for utvikling av komplekst liv enn jorda

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise. Innhold. Stjerners avstand og lysstyrke 01/03/16

Romfart - verdensrommet januar 2007 Kjartan Olafsson

AST1010 Forlesning 14. Hertzsprung-Russell-diagram. Hovedserien: Fusjonerer H He 2/24/2017. Hvorfor denne sammenhengen for hovedseriestjerner?

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 16: Hvite dverger, supernovaer og nøytronstjerner

De vikcgste punktene i dag:

AST1010 En kosmisk reise. I dag. Astronomiske avstander 2/24/2017

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 13: Innledende stoff om stjerner: Avstander, størrelsesklasser, HRdiagrammet

ESERO AKTIVITET Klassetrinn: grunnskole

AST1010 Forlesning 15. Stjernenes liv fra fødsel til død

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 13: Sola

UNIVERSITETET I OSLO

AST1010 En kosmisk reise. Innhold. Stjerners avstand og lysstyrke 9/27/15

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 9: Solen De store gassplanetene og noen av deres måner

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk naturvitenskapelige fakultet

Supernovaer. Øyvind Grøn. Trondheim Astronomiske Forening 16. april 2015

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise. De viktigste punktene i dag: Elektromagnetisk bølge 1/23/2017. Forelesning 4: Elektromagnetisk stråling

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 5: Fysikken i astrofysikk, del 2

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 9: De store gassplanetene og noen av deres måner

Spektroskopi. Veiledning for lærere

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 4: Elektromagnetisk stråling

Stråling fra rommet. 10. November 2006

AST1010 En kosmisk reise Forelesning 15: Hvite dverger og supernovaer

UNIVERSITETET I OSLO

AST1010 En kosmisk reise. Innledende stoff om stjerner: Avstander, størrelsesklasser, HR-diagrammet

Eksamen AST1010 oppgaver med fasit

Planetene. Neptun Uranus Saturn Jupiter Mars Jorda Venus Merkur

ESERO AKTIVITET Grunnskole

AST1010 Eksamensoppgaver

AST1010 En kosmisk reise. De viktigste punktene i dag: Mekanikk 1/19/2017. Forelesning 3: Mekanikk og termodynamikk

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

AST1010 En kosmisk reise. Innhold. Jupiter 9/15/15. Forelesning 9: De store gassplanetene og noen av deres måner

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 7: De indre planetene og månen del 2: Jorden, månen og Mars

Professor Elgarøy avslører: Hva DU bør repetere før AST1100-eksamen!

Fasit for AST1010 høsten 2004.

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 19: Kosmologi

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 19: Kosmologi, del I

AST1010 Forlesning 14

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 13: Innledende stoff om stjerner: Avstander, størrelsesklasser, HRdiagrammet

Europas nye kosmologiske verktøykasse Bo Andersen Norsk Romsenter

AST1010 En kosmisk reise. Stjernenes liv fra fødsel til død

Er det liv i verdensrommet?

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 3: Mekanikk, termodynamikk og elektromagnetisme

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 8: De indre planetene og månen del 2: Jorden, månen og Mars

Observasjon av universet ved ulike bølgelengder fra radiobølger til gammastråling. Terje Bjerkgård og Erlend Rønnekleiv

Svarte hull kaster lys over galaksedannelse

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 20: Kosmologi, del 2

Eksamen AST november 2007 Oppgaver med fasit

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 15: Hvite dverger, nøytronstjerner og sorte hull

AST1010 En kosmisk reise

KOSMOS. 9: Stråling fra sola og universet Figur side 267. Den øverste bølgen har lavere frekvens enn den nederste. Bølgelengde Bølgetopp.

Det matetmatisk-naturvitenskapelige fakultet Midtveis -eksamen i AST1100, 10 oktober 2007, Oppgavesettet er på 6 sider

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 18: Galakser og galaksehoper

Modul nr Verdensrommet

De vikagste punktene i dag:

Hvor kommer magnetarstråling fra?

AST1010 En kosmisk reise. De viktigste punktene i dag: Optikk 1/30/2017. Forelesning 6: Optikk Teleskoper

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 15: Hvite dverger og supernovaer

ESERO AKTIVITET Klassetrinn: grunnskole

AST1010 En kosmisk reise. Andromeda. Avstand: 2.55 millioner lysår. Hubbles klassifikasjon av galakser 3/20/2017

Transkript:

AST1010 En kosmisk reise Forelesning 19: Eksoplaneter og jakten på liv og sånt

Resultat obligatorisk oppgave Snitt 13/18

Resultat obligatorisk oppgave Snitt 13/18

Resultat obligatorisk oppgave Regneoppgavene som folk hadde mest vanskeligheter med

I dag: eksoplaneter Den beboelige sonen Metoder til å finne eksoplaneter Hva har vi funnet hittil?

Finnes det liv der ute?

AST1010 - Liv i universet

AST1010 - Liv i universet 8

Betingelser for jordlignende liv Vann i flytende form (viktigst) Karbon: Et atom som kan være en hoved-byggestein for organisk liv energi blir frigjort ved brenning, dvs. oksidasjon av karbon En energikilde Stabile betingelser over lang tid, hundrevis av millioner av år 9

Vann Vann er den ene, avgjørende Vann er den betingelsen ene, avgjørende betingelsen for for liv liv slik slik vi vi kjenner kjenner det! det! Vann Vann ved ved riktig riktig temperatur, ikke for temperatur, varmt eller kaldt. ikke for varmt eller kaldt. 10

Den beboelige sonen

Den beboelige sonen Solen stråler nå noe kraftigere enn før (se tidligere forelesning) Den beboelige sonen flyttes utover over tid (men jorden har ligget innenfor hele tiden obviously) Likevel har Mars (utenfor sonen i dag) hatt flytende vann på overflaten tidligere Atmosfære spiller inn

Fem måter å finne planeter på Dopplermetoden - fra variasjon av stjernens hastighet langs synslinjen. Egenbevegelsen - fra variasjoner i stjernens posisjon. Formørkelser - intensitetsvariasjoner idet planeten passerer stjernen. Mikrolinsing - lys fra en fjern stjerne bøyes litt av idet det passerer en masse. Direkte observasjon av planeten. 14

Dopplermetoden

Observert Doppler-bevegelse AST1010 - Planetsystemet 16

Hvordan kan vi bruke dette til å lære noe om planeten? Vi måler variasjonen i bølgelengden og perioden Dopplereffekten gir oss hastigheten fra variasjonen Hastigheten + perioden gir radiusen til banen til sola Keplers Tredje lov gir oss avstanden til planeten og massen Finner oftest kun en planet!

Massesenter (ikke pensum)

Ville Dopplermetoden ha oppdaget Jupiter?

Transittmetoden (formørkelsesmetoden)

AST2210 Observasjonsastronomi

TRAPPIST-1 - Solsystem med steinplaneter 7 jordlignende steinplaneter (februar 2017) Oppdaget med formørkelsesmetoden (Transit Planets and Planetesimals Small Telescope) 3 planeter (e, f og g) i beboelig sone

TRAPPIST-1 7 jordlignende steinplaneter (februar 2017) Oppdaget med formørkelsesmetoden (TPPST) 3 planeter (e, f og g) i beboelig sone

TRAPPIST-1 Alle planetene nærmere stjernen sin enn Merkur er Solen (derfor lette å oppdage) Men stjernen er en rød dvergstjerne (0.08 solmasser) Lavere temperatur + liten radius gir stjernen så lav luminositet at den beboelige sonen er mye nærmere enn Solens

By ESO - http://www.eso.org/public/images/eso1615e/, CC BY 4.0, https:// commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=48532941

By NASA/JPL-Caltech - Catalog page Full-res (JPEG TIFF), Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=56513150

By ESO/O. Furtak - http:// www.eso.org/ public/ images/ eso1706d/, CC BY 4.0, https:// commons.wik imedia.org/ w/index.php? curid=565269 79

By NASA/JPL-Caltech - Catalog page Full-res (JPEG TIFF), Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=56513155

TRAPPIST-1 Selv om stjernen er lik Jupiter i radius, er massen ca. 84 Jupiter-masser. Temperatur: 2550 K (svært lav, spekteret viser likevel at det neppe er en brun dverg) Avstand til systemet: Beskjedne 39.5 lysår

Formørkelser av stjernen By NASA/JPL-Caltech - Catalog page Full-res (JPEG TIFF), Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=56513155

Formørkelser av stjernen By ESO/M. Gillon et al. - http://www.eso.org/public/chile/images/eso1706h/ (TIFF), CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=56797038

Muligheter for liv? Problem 1: Bundet rotasjon er sannsynlig for disse planetene De vender antakelig alltid samme side mot stjernen (som månen mot jorden) Store temperaturforskjeller på dag- og nattsiden: svært kraftige vinder

Muligheter for liv? Problem 2: Sterk UV- og røntgenstråling observert fra stjernen på så nært hold De nærmeste planetene kan ha mistet opptil 15 jord-hav i vann H 2 O! OH - + H + (sistnevnte unnslipper pga. lav masse og høy hastighet ved samme temperatur)

Muligheter for liv? Problem 3: Røde dvergstjerner er mer variable enn Solen (som er relativt stabil) Voldsomme flares som kan doble lysstyrken i løpet av få minutter (kraftige magnetfelt) Bundet rotasjon gir også planetene svakere magnetfelt, som gjør dem mer sårbare for stjernevinden

Røde dvergstjerner har likevel to fordeler Det er mange av dem: Selv om det viser seg at stabile miljø for liv er sjeldne rundt slike stjerner, så hjelper det at man har mange stjerner å ta av Disse stjernene lever lenge: Det tok 4 milliarder år før vi fikk liv som vi kjenner det på jorden

Hvilke stjerner er det lite sannsynlig å finne liv rundt? Type Masse Temp. Luminositet Levetid Antall O 50 40 000 K 100 000 10 mill. år 0.00001 % B 10 20 000 K 1000 100 mill. år 0.1 % A 2 8500 K 20 1 mrd. år 0.7 % F 1.5 6500 K 4 3 mrd. år 2 % G 1 5700 K 1 10 mrd. år 3.5 % K 0.8 4500 K 0.2 50 mrd. år 8 % M 0.3 3200 K 0.01 200 mrd. år 80 % Svar: O, B, A og F-stjerner lever i korteste laget til at liv skal oppstå

Andre metoder Astrometri Direkte oppdagelse

Hvor mange eksoplaneter har vi funnet? Ca 5000 så langt

Hva finner vi eksoplaneter med? Blå=Doppler, grønn=transitt, oransje=mikrolinsing, rød=direkte

Romteleskopet Kepler (2009)

Kepler bruker formørkelsesmetoden Se alle planetene: https://exoplanets.nasa.gov/eyes-on-exoplanets/

Hva slags planeter finner vi?

Hvor store og hvor fjerne?

Hjemløse planeter CFBDSIR2149: 7 ganger Jupiter. Ingen stjerne i nærheten..

Den minste eksoplaneten (til nå)

AST1010 - Planetsystemet 48

Mange varm Jupiter -planeter Store planeter nær stjernen er lettere å oppdage enn mindre/fjernere.

Hva har vi lært om dannelse av planetsystemer? Ekstrasolare planeter finnes i bane rundt en betydelig andel av sollignende stjerner. Ca. 10% har kjempeplaneter innenfor noen få AU, omtrent 30% har lettere planeter. Stort mangfold, både i masse og avstand fra stjerna. Tunge grunnstoffer, målt av forholdet mellom mengden jern og mengden hydrogen, til morstjerna spiller en viktig rolle i planetdannelsen.

Biologiske signaturer Entydige markører av biologisk aktivitet. Eksempler: Oksygen og metan. Kan finne om en planet har vann ved å studere spekteret (absorpsjonslinjer linjer) For fremtiden mulig å finne ut om planeten har fotosyntese (reflektert lys av planter har spesiell signatur i infrarød stråling)! Video: Hubble Finds Water Vapor On Distant Exoplanet https://www.youtube.com/watch?v=amodtyv5g4e

Fremtidige prosjekter GAIA (astrometri/parallakse) James Webb Space Telescope (optisk direkte observasjon av eksoplaneter) PLATO (transittmetoden/formørkelse) EChO (eksoplaneters atmosfærer)

Trenger du en hobby? Du kan hjelpe til med å lete etter planeter: Gå inn på http://www.planethunters.org Hvis du har en smarttelefon, kan du også more deg med eksoplaneter via appen Exoplanet (kun til ios). Android: Exoplanet Explorer

Hva med intelligent liv? Sannsynligheten for sivilisasjoner på planeter rundt andre stjerner i vår galakse Drakeligningen. Lytting etter signaler SETI (Search For Extraterrestrial Intelligence) SETI har så langt ikke funnet signaler fra TRAPPIST-1 55

Drakelikningen

Drakeligningen N = R * f p * n e * f l * f i * f c * L N = antall teknologiske sivilisasjoner i galaksen. R = dannelsesrate for høvelige stjerner i galaksen. f p = brøkdelen av slike stjerner som har planeter. n e = antall høvelige planeter pr stjerne med planeter. f l = brøkdel av slike planeter hvor liv faktisk oppstår. f i = brøkdel av disse planeter som har intelligent liv. f c = brøkdel av planeter med teknologisk kultur som kan og vil sende signaler ut i rommet. L = levetiden for en teknologisk avansert sivilisasjon. Typisk estimat: 1 < N < 10,000,000 57

Innsetting i Drakeligningen N = R f p n e f l f i f c L R* ~ 5 <1, 10> f p ~ 0.8 <0.5, 1.0> n e ~ 0.5 <0.1, 3.0> f l ~ 1.0 f i ~ 1.0 <0.1, 1.0> (?) f c ~ 1.0 L ~ 1000 <100, 10 6 > N ~ 2000 <0.5, 3 10 7 > Brøkdel ~ 10-8 Avstand ~ 500 ly Estimatene vi har er VELDIG usikre! 58

SETIs radioøre Lytting med bl.a. Areciboantennen. Lytting på frekvenser 10 3-10 4 MHz pga. lav bakgrunnsstøy. Også på 21 cm fordi dette er en mye brukt vitenskaplig frekvens. AST1010 - Liv i universet 59

Du kan hjelpe til Lån bort datamaskinen din til SETI når du ikke bruker den selv. SETI@home: http:// setiathome.ssl.berkeley.edu/

Quiz https://play.kahoot.it/v2/?quizid=8a984a09-c19f-4467-b314-cf2614605e45 61