Astronomía

¿Por qué la zona habitable de una estrella binaria es un disco y no una esfera?

¿Por qué la zona habitable de una estrella binaria es un disco y no una esfera?


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Entiendo que la órbita de un planeta siempre será plana, por lo que no tiene sentido hacer una esfera con el HZ cuando consideramos una estrella, pero ¿qué pasa con las estrellas binarias? Por ejemplo, este sistema binario (tomado de aquí):

La zona habitable de este binario rodea a ambas estrellas, pero ¿y si la órbita del planeta no está contenida en el plano orbital del binario? Por ejemplo, ¿orbitar la estrella de la izquierda con una inclinación de, digamos, 20 grados? ¿No tendrían que ser dos esferas y no dos discos? ¿O el HZ se calcula asumiendo órbitas coplanares?


Si va al artículo asociado Müller & Haghighipour (2014), muestra que lo que están trazando son los puntos que satisfacen:

$$ frac {L_ odot} {l _ { rm In-Sun} ^ 2} le sum_ {i = 1} ^ {N} W_i (T _ { rm star}) frac {L_i / L_ odot} {d_i ^ 2} le frac {L_ odot} {l _ { rm Out-Sun} ^ 2} $$

dónde:

  • $ L_ odot $ es la luminosidad del sol
  • $ L_i $ es la luminosidad del $ i $th estrella (de un total $ N $ estrellas)
  • $ l _ { rm In-Sun} $ y $ l _ { rm Out-Sun} $ son los límites internos y externos de la zona habitable del Sol (se utilizan dos conjuntos de distancias para las zonas habitables conservadoras y extendidas, representadas en verde oscuro y verde claro, respectivamente)
  • $ d_i $ es la distancia desde el punto hasta el $ i $la estrella
  • $ W_i (T _ { rm estrella}) $ es un factor de peso que explica la diferente distribución de energía espectral a diferentes temperaturas $ T _ { rm estrella} $. Los detalles del cálculo de este factor de peso se dan en el documento.

Esta fórmula no se basa en que los objetos sean coplanarios. Si el binario estuviera inclinado con respecto al plano de la trama, el $ d_i $ los valores se alterarían en cada punto graficado para tener en cuenta el componente de la distancia fuera del plano, pero esencialmente esto sería solo una porción diferente de un volumen tridimensional.


Objeto de interés de Kepler

A Objeto de interés de Kepler (KOI) es una estrella observada por el telescopio espacial Kepler que se sospecha alberga uno o más planetas en tránsito. Los KOI provienen de una lista maestra de 150.000 estrellas, que a su vez se genera a partir del Catálogo de entrada de Kepler (KIC). Un KOI muestra un oscurecimiento periódico, indicativo de un planeta invisible que pasa entre la estrella y la Tierra, eclipsando parte de la estrella. Sin embargo, tal atenuación observada no es garantía de un planeta en tránsito, porque otros objetos astronómicos, como un binario eclipsante en el fondo, pueden imitar una señal de tránsito. Por esta razón, la mayoría de los KOI aún no están confirmados en sistemas planetarios en tránsito.


Fundación Nacional de Ciencias - Donde comienzan los descubrimientos


Una imagen compuesta en color del Sloan Digital Sky Survey muestra una gran cantidad de enanas rojas.


13 de junio de 2014

La gran mayoría de las estrellas de nuestra galaxia se conocen como "enanas rojas", cuerpos pequeños y fríos visibles solo a través de un telescopio.

"Son la mayoría silenciosa, una población históricamente subrepresentada, es decir, no estudiada", dice Andrew West. "A pesar de ser ubicuos, son muy débiles, lo que los hace difíciles de observar".

Pero, el científico y profesor asistente del departamento de astronomía de la Universidad de Boston, financiado por la National Science Foundation (NSF), cree que es importante estudiarlos. Está convencido de que la información resultante nos ayudará a aprender cómo se forman todas las estrellas y puede proporcionar una pequeña pieza del rompecabezas para tratar de comprender nuestro lugar en el universo ”, dice.

"Comprender cómo se forman las estrellas más pequeñas nos informa sobre cómo se forman los planetas y ayuda a responder la pregunta: ¿Estamos solos?"

Debido a que las enanas rojas son tan comunes, es más probable que tengan planetas a su alrededor que otras estrellas, un hecho que hace que los astrónomos se pregunten si presentan la mejor oportunidad para descubrir planetas que alberguen vida habitable.

"En términos de entender cómo se forman los objetos más pequeños, una de las cosas más emocionantes que suceden en astronomía es el estudio de los planetas alrededor de otras estrellas", dice West. “Ahora sabemos por primera vez en la historia de la humanidad que casi todas las estrellas tienen al menos un planeta, y resulta que las enanas rojas parecen albergar más planetas que otras estrellas.

"Los planetas pequeños son más abundantes alrededor de las estrellas pequeñas", añade. “Las estrellas más comunes de la galaxia parecen ser los huéspedes de planetas más comunes, incluidos los planetas sobre los que podríamos imaginarnos caminando. Si pusieras dinero en el lugar donde encontraríamos el planeta más habitable, es probable que se trate de una enana roja ''.

La definición de la zona habitable de una estrella es si el agua líquida puede sobrevivir en su superficie, dado que la vida existe prácticamente dondequiera que haya agua líquida en la Tierra. Demasiado lejos de una estrella, y un mundo es demasiado frío, congelando toda su agua demasiado cerca de una estrella, y un mundo está demasiado caliente, hirviendo toda su agua. Dado que las enanas rojas son frías en comparación con el sol, los planetas tendrían que estar muy cerca para ser habitables para la vida.

"Cuando encontremos el mundo habitable más cercano al que viajarán los humanos, es probable que esté alrededor de una de estas estrellas enanas rojas", dice West.

West dice que una gran pregunta sin respuesta es cómo se forman las estrellas más pequeñas y las enanas marrones, objetos menos masivos que las estrellas, pero más masivos que los planetas.

"Realmente no entendemos los detalles de cómo funcionan estos procesos", dice. "No se han estudiado con gran detalle en el pasado, y existe mucha incertidumbre sobre los mecanismos que conducen a la formación de estrellas de este tamaño o enanas marrones, estas estrellas 'fallidas', por así decirlo".

Normalmente, las estrellas se forman dentro de nubes de polvo y gas cuando hay suficiente masa para colapsar por atracción gravitacional. A medida que la nube colapsa, el material en el centro comienza a calentarse, un núcleo caliente en el corazón de la nube colapsada que finalmente se convertirá en una estrella.

"Una gran nube de gas hidrógeno puede escupir mil estrellas", dice West. “Escupe estrellas con una variedad de masas, pero el número de estrellas en cada masa no es uniforme. Sabemos por trabajos anteriores que existen todos tamaños diferentes, estrellas de mayor masa y estrellas de menor masa.

"Pero cuando llegas al final de la secuencia estelar, a formar las pequeñas, realmente no tenemos una buena idea de cuántas estrellas se forman en el proceso", agrega. "Resulta que este es un punto de datos muy importante que puede ayudar a limitar diferentes escenarios de formación de estrellas".

Una forma de averiguar cómo se forman la mayoría de las estrellas es utilizar modelos informáticos teóricos para probar los extremos, los que tienen la masa más alta (los calientes) y los que tienen la masa más baja (los fríos). Está estudiando este último.

"Estoy mirando la parte inferior, las estrellas menos masivas y cómo se forman, y supongo que no hay un escenario en el que se formen todas las estrellas", dice. “Creo que probablemente encontraremos que algunas de las predicciones teóricas no son viables, y creo que también encontraremos que múltiples modelos estarán de acuerdo con los datos. Es razonable pensar que hay un par de formas de formar estrellas & quot.

West está llevando a cabo su investigación bajo un premio de cinco años de NSF Faculty Early Career Development (CAREER), que recibió en 2013. El premio apoya a los profesores junior que ejemplifican el papel de los profesores-académicos a través de una investigación sobresaliente, una educación excelente y la integración de educación e investigación en el contexto de la misión de su organización.

Está realizando dos experimentos importantes como parte de la investigación. Utilizará datos del Telescopio Discovery Chanel en el Observatorio Lowell en Flagstaff, Arizona, para contar el número de enanas rojas dentro del mismo volumen de espacio. También está estudiando pares de estrellas binarias (dos estrellas que orbitan alrededor de un centro de masa común) a partir de datos de encuestas existentes a los que puede acceder en línea para contar el número de enanas rojas y ver qué tan separadas están entre sí.

"Las simulaciones por computadora te dicen cuántos binarios debe haber para hacer una predicción de lo que verás, así que puedo ver cuáles de esas predicciones son verdaderas y cuáles no", dice. "Usaremos otras simulaciones que predicen números y las propiedades de las estrellas binarias, y luego veremos si esas predicciones son válidas". Probablemente encontraremos que algunas cosas funcionan y otras no, y volveremos a los teóricos que tendrán que reajustar sus modelos.

Como parte del modelo educativo de la subvención, West ha creado el BU Pre-MaP (Programa de Pre-Majors de la Universidad de Boston) para estudiantes de primer año, siguiendo el modelo de un programa similar que ayudó a comenzar en la Universidad de Washington, mientras era estudiante de posgrado allí. . El programa, que tiene un énfasis en los estudiantes históricamente subrepresentados, identifica a los estudiantes de primer año que están interesados ​​en la ciencia y les asigna mentores. Estos pueden incluir estudiantes avanzados o graduados, becarios postdoctorales e incluso profesores, que pueden ayudar con la transición de la escuela secundaria a la universidad.

BU Pre-MaP también los empareja con un investigador y un proyecto de investigación, para que puedan "involucrarse en la investigación en su primer semestre en la universidad", dice West. & quot; Trabajan en un proyecto de investigación y aprenden algunas de las habilidades básicas para realizar investigaciones. Esto aumenta la participación y la diversidad en la astronomía y en las disciplinas STEM [ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas]. & Quot

- Marlene Cimons, Fundación Nacional de Ciencias


Andrew West es profesor asistente en el departamento de astronomía de la Universidad de Boston.
Crédito y versión más grande

Investigadores
Andrew West

Instituciones / Organizaciones Relacionadas
Fideicomisarios de la Universidad de Boston

Subvenciones totales
$188,073


Andrew West es profesor asistente en el departamento de astronomía de la Universidad de Boston.
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Una imagen compuesta en color del Sloan Digital Sky Survey muestra una gran cantidad de enanas rojas.


13 de junio de 2014

La gran mayoría de las estrellas de nuestra galaxia se conocen como "enanas rojas", cuerpos pequeños y fríos visibles solo a través de un telescopio.

"Son la mayoría silenciosa, una población históricamente subrepresentada, es decir, no estudiada", dice Andrew West. "A pesar de ser ubicuos, son muy débiles, lo que los hace difíciles de observar".

Pero, el científico y profesor asistente del departamento de astronomía de la Universidad de Boston, financiado por la National Science Foundation (NSF), cree que es importante estudiarlos. Está convencido de que la información resultante nos ayudará a aprender cómo se forman todas las estrellas, y puede proporcionar una pequeña pieza del rompecabezas para tratar de comprender nuestro lugar en el universo ”, dice.

"Comprender cómo se forman las estrellas más pequeñas nos informa sobre cómo se forman los planetas y ayuda a responder la pregunta: ¿Estamos solos?"

Debido a que las enanas rojas son tan comunes, es más probable que tengan planetas a su alrededor que otras estrellas, un hecho que hace que los astrónomos se pregunten si presentan la mejor oportunidad para descubrir planetas que alberguen vida habitable.

"En términos de entender cómo se forman los objetos más pequeños, una de las cosas más emocionantes que suceden en astronomía es el estudio de los planetas alrededor de otras estrellas", dice West. “Ahora sabemos por primera vez en la historia de la humanidad que casi todas las estrellas tienen al menos un planeta, y resulta que las enanas rojas parecen albergar más planetas que otras estrellas.

"Los planetas pequeños son más abundantes alrededor de las estrellas pequeñas", añade. “Las estrellas más comunes de la galaxia parecen ser los huéspedes de planetas más comunes, incluidos los planetas sobre los que podríamos imaginarnos caminando. Si pusieras dinero en el lugar donde encontraríamos el planeta más habitable, es probable que se trate de una enana roja ''.

La definición de la zona habitable de una estrella es si el agua líquida puede sobrevivir en su superficie, dado que la vida existe prácticamente dondequiera que haya agua líquida en la Tierra. Demasiado lejos de una estrella, y un mundo es demasiado frío, congelando toda su agua demasiado cerca de una estrella, y un mundo está demasiado caliente, hirviendo toda su agua. Dado que las enanas rojas son frías en comparación con el sol, los planetas tendrían que estar muy cerca para ser habitables para la vida.

"Cuando encontremos el mundo habitable más cercano al que viajarán los humanos, es probable que esté alrededor de una de estas estrellas enanas rojas", dice West.

West dice que una gran pregunta sin respuesta es cómo se forman las estrellas más pequeñas y las enanas marrones, objetos menos masivos que las estrellas, pero más masivos que los planetas.

"Realmente no entendemos los detalles de cómo funcionan estos procesos", dice. "No se han estudiado con gran detalle en el pasado, y hay mucha incertidumbre sobre los mecanismos que conducen a la formación de estrellas de este tamaño o enanas marrones, estas estrellas 'fallidas', por así decirlo".

Normalmente, las estrellas se forman dentro de nubes de polvo y gas cuando hay suficiente masa para colapsar por atracción gravitacional. A medida que la nube colapsa, el material del centro comienza a calentarse, un núcleo caliente en el corazón de la nube que colapsa y que finalmente se convertirá en una estrella.

"Una gran nube de gas hidrógeno puede escupir mil estrellas", dice West. “Escupe estrellas con una variedad de masas, pero el número de estrellas en cada masa no es uniforme. Sabemos por trabajos anteriores que existen todos tamaños diferentes, estrellas de mayor masa y estrellas de menor masa.

"Pero cuando llegas al final de la secuencia estelar, a formar las pequeñas, realmente no tenemos una buena idea de cuántas estrellas se forman en el proceso", agrega. "Resulta que este es un punto de datos muy importante que puede ayudar a limitar diferentes escenarios de formación de estrellas".

Una forma de averiguar cómo se forman la mayoría de las estrellas es utilizar modelos informáticos teóricos para probar los extremos, los que tienen la masa más alta, los calientes, y los que tienen la masa más baja, los fríos. Está estudiando este último.

"Estoy mirando la parte inferior, las estrellas menos masivas y cómo se forman, y supongo que no hay un escenario en el que se formen todas las estrellas", dice. “Creo que probablemente encontraremos que algunas de las predicciones teóricas no son viables, y creo que también encontraremos que múltiples modelos estarán de acuerdo con los datos. Es razonable pensar que hay un par de formas de formar estrellas & quot.

West está llevando a cabo su investigación bajo un premio de cinco años de NSF Faculty Early Career Development (CAREER), que recibió en 2013. El premio apoya a los profesores junior que ejemplifican el papel de los profesores-académicos a través de una investigación sobresaliente, una educación excelente y la integración de educación e investigación en el contexto de la misión de su organización.

Está realizando dos experimentos importantes como parte de la investigación. Utilizará datos del Telescopio Discovery Chanel en el Observatorio Lowell en Flagstaff, Arizona, para contar el número de enanas rojas dentro del mismo volumen de espacio. También está estudiando pares de estrellas binarias (dos estrellas que orbitan alrededor de un centro de masa común) a partir de datos de encuestas existentes a los que puede acceder en línea para contar el número de enanas rojas y ver qué tan separadas están entre sí.

"Las simulaciones por computadora te dicen cuántos binarios debe haber para hacer una predicción de lo que verás, así que puedo ver cuáles de esas predicciones son verdaderas y cuáles no", dice. "Usaremos otras simulaciones que predicen números y las propiedades de las estrellas binarias, y luego veremos si esas predicciones son válidas". Probablemente encontraremos que algunas cosas funcionan y otras no, y volveremos a los teóricos que tendrán que reajustar sus modelos.

Como parte del modelo educativo de la subvención, West ha creado el BU Pre-MaP (Programa de Pre-Majors de la Universidad de Boston) para estudiantes de primer año, siguiendo el modelo de un programa similar que ayudó a comenzar en la Universidad de Washington, mientras era estudiante de posgrado allí. . El programa, que tiene un énfasis en los estudiantes históricamente subrepresentados, identifica a los estudiantes de primer año que están interesados ​​en la ciencia y les asigna mentores. Estos pueden incluir estudiantes avanzados o graduados, becarios postdoctorales e incluso profesores, que pueden ayudar con la transición de la escuela secundaria a la universidad.

BU Pre-MaP también los empareja con un investigador y un proyecto de investigación, para que puedan "involucrarse en la investigación en su primer semestre en la universidad", dice West. & quot; Trabajan en un proyecto de investigación y aprenden algunas de las habilidades básicas para realizar investigaciones. Esto aumenta la participación y la diversidad en la astronomía y en las disciplinas STEM [ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas]. & Quot

- Marlene Cimons, Fundación Nacional de Ciencias


Andrew West es profesor asistente en el departamento de astronomía de la Universidad de Boston.
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Investigadores
Andrew West

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Astrónomo dice que las megaestructuras alienígenas pueden rodear 64 estrellas

Ahora que Tabby's Star ha caído de la lista de ubicaciones potenciales donde una megaestructura alienígena llamada Dyson's Sphere está recolectando energía para viajes espaciales, armas o algún otro propósito aún desconocido, ¿significa esto que las estructuras no existen en absoluto? No de acuerdo con un astrónomo que no solo cree que podemos encontrarlas, sino que ha identificado 64 estrellas cercanas que son buenas candidatas para anidar dentro de una.

Zaza Osmanov, astrónomo de la Universidad Libre (más sobre la escuela más adelante) de Tbilisi, Georgia, presenta sus teorías de Dyson en un artículo publicado en arxiv. Él cree que son posibles y sugiere que el mejor tipo de estrella para uno es un púlsar, esas estrellas de neutrones enanas blancas que emiten un haz de radiación electromagnética que las hace visibles para los telescopios terrestres. Se sabe que los púlsares tienen planetas donde la civilización alienígena avanzada podría vivir y recolectar materiales para construir y administrar la esfera Dyson.

Osmanov también cree que una esfera no tiene la forma óptima. Propone que uno mejor sería un disco delgado en forma de anillo o un anillo de discos colocado en la zona habitable de la estrella. El Anillo Dyson emitiría radiación infrarroja que debería ser detectable con los telescopios IR convencionales disponibles en la actualidad. El Interferómetro de Telescopio Muy Grande (VLTI) y el Explorador de Levantamientos Infrarrojos de Campo Amplio (WISE) son dos ejemplos. Para facilitar el trabajo, identificó posibles púlsares basados ​​en la potencia del VLTI

Hemos argumentado que al monitorear la zona cercana del Sistema Solar se espera que se ubiquen aproximadamente 64 púlsares dentro de ella.

Por supuesto, estas firmas de infrarrojos podrían tener otras causas, pero Osmanov cree que existen estas megaestructuras de recolección de energía. Sin embargo, le preocupa ponerse en contacto con las civilizaciones alienígenas una vez que las encuentren.

Los púlsares de rotación rápida son muy poderosos y cosechar su energía sería bastante rentable, pero una zona habitable estaría mucho más lejos y la masa de un material requerido para construir el mega-anillo excedería la masa total de todos los planetas, asteroides, cometas, centauros y polvo interplanetario en un sistema planetario típico en varios órdenes de magnitud.

En otras palabras, el Anillo Dyson sería un proyecto de construcción masivo para construir una máquina enorme más allá incluso de la imaginación del diminuto cerebro humano, un cerebro que no sería rival para la civilización alienígena que creó el Anillo y usó su poder para visitar el diminuto orbe azul espiando su estrella.

La estructura también podría ser un enjambre de Dyson hecho de múltiples anillos de Dyson.

Mientras esperamos a que los astrónomos comprueben los púlsares de Osmanov, consulte al empleador de Osmanov. Según su sitio web, la misión de Free University es proporcionar a los estudiantes más talentosos y motivados del país una educación de clase mundial del siglo XXI. Si bien los estudiantes que pueden pagarlo pagan una matrícula completa, más de la mitad aprovechan un programa de becas que les permite asistir a la escuela de forma gratuita a cambio de algún día, cuando esa educación de clase mundial genere cheques de pago de clase mundial, pagando la matrícula de un futuro estudiante.


¿Una zona habitable de Pulsar?

La vida y los púlsares no parecen mezclarse. Pero la ciencia ficción no ha rehuido hacer la conexión, como lo atestigua Robert Forward Huevo de dragón (Ballantine, 1980). En la novela, una especie llamada cheela vive en la superficie de una estrella de neutrones, haciendo frente a una gravedad superficial 67 mil millones de veces más fuerte que la de la Tierra. Una consecuencia interesante: los cheela viven a un ritmo acelerado, pasando del desarrollo de la agricultura a la alta tecnología en poco más de un mes, tal como lo percibe la tripulación humana al observar el curso de su rápido desarrollo.

Ahora tenemos noticias de que dos astrónomos están considerando planetas habitables en órbitas alrededor púlsares, un lugar que, que yo sepa, Forward nunca consideró, pero quizás los escritores de ciencia ficción más recientes tienen (avíseme si tiene alguna referencia). Alessandro Patruno (Universidad de Leiden), en colaboración con Mihkel Kama (Universidad de Leiden y Cambridge), ve razones para pensar que la vida podría surgir en un entorno así, aunque el tipo de atmósfera que lo sostendría no se parecería a nada que hayamos encontrado hasta ahora.

El documento define tres categorías de planetas con estrellas de neutrones al tiempo que explica las condiciones a las que estarían sujetos:

Los planetas de estrellas de neutrones pueden ser de primera, segunda o tercera generación. Los planetas de primera generación se formarían de la manera habitual, como un subproducto del proceso de formación de estrellas, y probablemente serían ablacionados o liberados durante la muerte estelar. Los objetos de segunda generación se formarían en el disco de reserva de supernova alrededor de una estrella de neutrones recién formada. Los planetas de tercera generación se formarían a partir de un disco que consiste en un compañero binario interrumpido (posiblemente desbordando previamente su lóbulo de Roche), que se cree que es esencial para producir púlsares de milisegundos como B1257 + 12. La explosión de la supernova, la acumulación de un compañero durante millones hasta mil millones de años que sufren los MSP [radio púlsares de milisegundos] y la emisión de rayos X de alta energía / radiación de rayos γ y partículas MeV-TeV (el viento púlsar) son todos procesos disruptivos que podrían destruir planetas o alterar sus órbitas.

En cualquier caso, las estrellas de neutrones emiten ráfagas de rayos X y otras partículas, acumulando materia a su alrededor y contando con enormes campos magnéticos. Se podría pensar que este es un entorno muy peligroso para hablar en términos de zonas habitables. Pero en su papel en Astronomía y astrofísica n. ° 038, Patruno y Kama encuentran espacio para una zona habitable de hasta 1 UA de ancho. Para que esto funcione, el planeta debe ser una supertierra con una masa entre una y diez veces la de la Tierra. También se requiere: una atmósfera un millón de veces más espesa que la de la Tierra.

De hecho, unas condiciones abrumadoras. El trabajo se basa en estudios del púlsar PSR B1257 + 12, famoso por sus tres planetas conocidos, que fueron los primeros exoplanetas descubiertos en 1992 (el tercero se encontró en 1994, todavía un año antes del descubrimiento de 51 Pegasi b). Aleksander Wolszczan y Dale Frail estarán asociados para siempre con el descubrimiento. Patruno y Kama utilizaron el telescopio espacial Chandra para estudiar PSR B1257 + 12, que se encuentra a 2300 años luz en Virgo.

Imagen: El concepto de este artista representa el sistema de planeta púlsar descubierto por Aleksander Wolszczan en 1992. Wolszczan usó el radiotelescopio de Arecibo en Puerto Rico para encontrar tres planetas, el primero de cualquier tipo que se haya encontrado fuera de nuestro sistema solar, rodeando un pulsar llamado PSR B1257 + 12. Los púlsares son estrellas de neutrones que giran rápidamente, que son los núcleos colapsados ​​de estrellas masivas que explotaron. Giran y pulsan con radiación, como una baliza de faro. Aquí, los campos magnéticos retorcidos del púlsar están resaltados por el resplandor azul. Los tres planetas púlsar se muestran en esta imagen, los dos más alejados del púlsar (los más cercanos en esta vista) son del tamaño de la Tierra. La radiación de las partículas de púlsar cargadas probablemente llovería sobre los planetas, haciendo que sus cielos nocturnos se iluminaran con auroras similares a nuestras auroras boreales. Una de esas auroras se ilustra en el planeta en la parte inferior de la imagen. Crédito: NASA / JPL-Caltech / R. Herido (SSC).

Lo que tenemos alrededor de este púlsar son dos supertierras con masas entre 4 y 5 veces la de la Tierra, orbitando el púlsar a 0,36 y 0,46 UA, respectivamente, el tercer planeta más interno tiene aproximadamente el doble de masa que la Luna. El púlsar en sí muestra una masa de 1,4 veces la del Sol, con un radio estimado en el rango de 10 kilómetros. Los tres planetas están lo suficientemente cerca como para ser calentados por el púlsar, un pensamiento desalentador dada la radiación de rayos X y el "viento púlsar" relativista, que podría tener efectos devastadores en la atmósfera planetaria.

No obstante, el documento continúa:

... las dos Supertierras pueden haber retenido su atmósfera durante al menos cien millones de años siempre que contengan una gran fracción atmosférica de la masa total del planeta, y es posible que la atmósfera todavía esté presente en estos días. También encontramos que si está presente una magnetosfera planetaria moderadamente fuerte, las atmósferas pueden sobrevivir a los fuertes vientos de púlsar y alcanzar escalas de tiempo de supervivencia de varios miles de millones de años. El mismo argumento se aplica a posibles planetas púlsar alrededor de objetos más poderosos que PSR B1257 + 12.

Estamos hablando de un planeta que tendría una atmósfera que representaría alrededor del 30 por ciento de la masa del planeta. En este comunicado de prensa, los autores comparan las condiciones en la superficie de un mundo así con el fondo del mar profundo aquí en la Tierra. Patruno dice: & # 8220 Según nuestros cálculos, la temperatura de los planetas podría ser adecuada para la presencia de agua líquida en su superficie. Sin embargo, todavía no sabemos si las dos super-Tierras tienen la atmósfera adecuada y extremadamente densa. & # 8221

Ese viento púlsar sigue siendo complicado en varios niveles. No es un proceso indefinido, sino uno que se apaga una vez que el púlsar alcanza una velocidad de giro lo suficientemente lenta. El documento señala que los púlsares jóvenes apagan el viento del púlsar en aproximadamente un millón de años, mientras que los púlsares de radio de milisegundos hacen lo mismo en aproximadamente mil millones de años. La pérdida del viento púlsar apaga la fuente de energía del planeta y causaría una caída dramática de la temperatura, a menos que el calentamiento de las mareas, los efectos radiogénicos o la radiación de rayos X puedan intervenir en un proceso llamado acreción de Bondi-Hoyle, analizado en el artículo:

Las estrellas de neutrones aisladas están directamente expuestas al medio interestelar y se espera que todas ellas acumulen algo de este material. Dicho proceso de acreción genera energía adicional debido a la conversión de la masa en reposo del gas acretado en energía, con una eficiencia típica del orden del 10-20%. Este proceso de acreción llamado Bondi-Hoyle debería ser continuo y podría ser la principal fuente de energía para este tipo de sistemas.

Creo que los escritores de ciencia ficción entre nuestra audiencia (de los cuales hay más de unos pocos) podrían querer mirar este documento para ver qué tipo de escenarios pueden sacar de él. Tenga en cuenta que hasta la fecha, solo hemos encontrado cinco planetas púlsar, de unos 3000 púlsares estudiados. Pero lo exótico es de lo que prospera la ciencia ficción, y el tipo de zona habitable que se muestra aquí está hecha a medida para el escritor de ciencia ficción que esté dispuesto a profundizar en las ecuaciones de este artículo.

Apéndice: ¿No se ocupó Alastair Reynolds de un planeta estrella de neutrones en el primer libro de la secuencia del Espacio del Apocalipsis? Necesito volver a visitar la serie. Cosas maravillosas.

El artículo es Patruno & # 038 Kama, "Planetas estelares de neutrones: procesos atmosféricos e irradiación", Astronomía y astrofísica n. ° 038 Vol. 608, A147, publicado en línea el 19 de diciembre de 2017 (texto completo).

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¿Sabes que me pregunto si Forward obtuvo el cheela de Ted Sturgeons & # 8217s Microcosmic God (1941)? Los Neoterics, una forma de vida artificial creada microscópicamente, viven a un ritmo acelerado y crean una tecnología avanzada que le da a la historia un final muy misterioso. Chico 1941, hay historias de ciencia ficción más modernas que & # 8216sombrecen & # 8217 esta idea, pero ¡señor !, ¡1941 !, Sturgeon fue un pensador y escritor notable, no estaba solo en la década de 1940. ¡Ay, si solo la ciencia ficción de la televisión y el cine pudiera darles algo de crédito!

Creo que llamar a estos planetas hipotéticos & # 8220habitables & # 8221 es algo exagerado. & # 8220Habitable & # 8221 usualmente connota la capacidad de los humanos de existir en el planeta por lo menos a mediano plazo como una sociedad autosuficiente (no creo que esto sea solo una connotación que yo mismo hago). En este caso, creo que & # 8220 potencialmente de soporte vital & # 8221 sería más preciso que & # 8220habitable. & # 8221

Hades del Espacio Revelación. De la wiki de RS:

& gt Hades era la mitad de un sistema binario con su socio, Delta Pavonis, que estaba a diez horas luz de distancia. El único objeto en orbitar era una luna, Cerberus.

& gt Aparentemente una simple estrella de neutrones, una investigación posterior realizada por la tripulación del Nostalgia for Infinity descubrió que, de hecho, se trataba de una enorme computadora alienígena. Vinculado a Cerberus a través de un portal & # 8212 teorizado por Dan Sylveste como posiblemente el fenómeno que & # 8217s estudio había dado a los Shrouders su dominio de la deformación del espacio-tiempo & # 8212, fue capaz de muestrear a los individuos que pasaban y crear simulaciones sensibles de ellos. También pudo comunicarse con sus encarnaciones pasadas y futuras.

& gt Originalmente, después de la estrella & # 8217s supernova, se creó un agujero negro. Sin embargo, en algún punto desconocido en el futuro, alguien & # 8212 o algo & # 8212 comenzó un proceso que inyectaba partículas en rotaciones particulares a lo largo de su horizonte de eventos, lo que les hacía viajar hacia atrás en el tiempo & # 8212 a medida que el tiempo y el espacio se habían convertido conceptos fusionados tan cerca del pozo de gravedad. Al no tener ningún efecto en los momentos pasados ​​del agujero negro en sí, sí afectó su encarnación anterior al agujero negro. Durante la supernova, en lugar de colapsar en un agujero negro, formó una estructura paradójica como ninguna otra cosa en el universo.

& gt Una estrella de neutrones, al menos la corteza de una, formada por quarks extraños y neuronas degeneradas. La nueva creación era capaz de realizar cálculos a la velocidad de la luz y poseía la densidad máxima teórica de almacenamiento de materia.

& gt Durante su guerra con los inhibidores, una facción de los desterrados huyó al Hades.

& gt Casi un millón de años después, Dan Sylveste y su esposa Pascale también entraron en la construcción.


Un sistema planetario circumbinario

Entre los elementos más interesantes que surgieron de la XXVIII Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional (IAU) en Beijing se encuentra la noticia de un sistema circumbinario que contiene dos planetas. Hemos visto mundos circumbinarios antes & # 8212 Kepler-16b es un planeta que orbita no una sino dos estrellas, al igual que Kepler-34b y Kepler-35b. Hubo un tiempo en que la idea de un planeta orbitando dos estrellas, en lugar de orbitar una u otra de dos estrellas en un sistema binario, parecía poco probable. Ahora tenemos un sistema de múltiples planetas exactamente en esta configuración.

También es interesante. Some 4900 light years from Earth in the constellation Cygnus, the two stars orbit each other roughly every 7.5 days. One of the stars is fairly similar to the Sun, though about 15 percent less bright, while the other is an M-dwarf about a third of Sol’s size and 175 times fainter. Of the two planets, one — Kepler-47b — is three times the diameter of Earth and eight times its mass, orbiting the twin stars every 49 days. The outer planet — Kepler-47c — catches the eye because it orbits the stars every 303 days, placing it within the twin stars’ habitable zone.

To be sure, this looks to be a gas giant a bit larger than Uranus in size, with about 20 times the Earth’s mass. While not itself a candidate for habitability, its placement allows speculation that an exomoon around it could potentially hold life. The diagram below relates the Kepler-47 system to our own, with the two newly discovered worlds shown for comparison:

Credit: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle.

Jerome Orosz (San Diego State University), lead author of the study, notes the tricky nature of the observations that revealed the two worlds:

“In contrast to a single planet orbiting a single star, planets whirling around a binary system transit a moving target. The time intervals between the transits and their duration can vary substantially, from days to hours, and therefore the extremely precise and almost continuous observations with Kepler space telescope were fundamental.”

As this IAU news release notes, the loss of light caused by the eclipse is tiny. While Venus, for example, blocked out about 0.1 percent of the Sun’s surface during its most recent transit in June, Kepler-47b and c blocked out 0.08% and 0.2 percent respectively. Ground-based observations at McDonald Observatory (University of Texas at Austin) backed the Kepler data as the researchers studied the properties of this system. Michael Endl and colleagues studied the binary star with the 9.2-meter as well as the 2.7-meter instruments at McDonald.

“It’s Tatooine, right?” said Endl. “But this was not shown in Star Wars.” The astronomer was referring to the highly variable daylight that would fall upon a planet orbiting two stars. In fact, measurements of the stellar orbits told Endl’s team that daylight on the two planets would vary by a large margin over the 7.4 day period that the stars needed to complete their orbits. A closer look at the McDonald Observatory work can be found in this UT-Austin news release.

Meanwhile, planet hunter Greg Laughlin (UC-Santa Cruz) has this to say:

“The presence of a full-fledged circumbinary planetary system orbiting Kepler-47 is an amazing discovery. These planets are very difficult to form using the currently accepted paradigm, and I believe that theorists, myself included, will be going back to the drawing board to try to improve our understanding of how planets are assembled in dusty circumbinary disks.”

En efecto. We now know that close binaries can host not just single planets but complete planetary systems. The paper is Orosz et al., “Kepler-47: A Transiting Circumbinary Multiplanet System,” published online in Ciencias August 28, 2012 (abstract / preprint).


Bi- Trinary Star Dyson Spheres

Not much preface, but how would construction of a Dyson Sphere differ if it was built in a star system with a Binary or Trinary star?

I figure if the second or third star is far out enough, you could just build a smaller sphere around it. For stars too close for that, however, what is the best course?

You do not need to have anything be spherical. It is called a "Dyson Sphere" when you are collecting the star's energy.

Between two bodies you have a Lagrange 1 point. The gravity is balanced in all directions. An object can orbit the Lagrange 1 point without falling into either star. You just need to adjust for perturbations. You can build rings around Lagrange 1. A large number of rings would give you a sheet like disk. The frame could resemble a large spider web. You attach the light energy collecting units to the frame.

You build 2 disks and connect them with tethers. Give the disks more of a cone (or funnel,bowl, or wine glass stem) shape. The light collectors can radiate heat perpendicular to axis connecting the stars or at skew directions. With the double disc you can use the momentum from the star's light to adjust the structure's orbit. The frame might resemble the webs spun by funnel spiders. It spins fast enough to maintain a tiny bit of tension.

Around Alpha Centuari Lagrange 1 is far from the habitable zone. For human activity you would concentrate light. You would probably have both a swarm around each of A and B and ring discs around Lagrange 1.

Parts of a swarm could do figure 8 around both stars. That might become dangerous if it gets crowded.

For stars too close for that, however, what is the best course?

You can orbit 2 stars the same as you would 1 star with the combined mass. The orbits can be stable if they are around 2x to 4x the radius or further away. A significant difference is that you can take angular momentum from the stars.

For example, Algol (Beta Persei) has total luminosity of 199 solar. The habitable zone would be around 14 astronomical units. The Beta Persei Ab orbits the Aa pair at 2.7 au. Beta Persei Aa2 orbits Aa1 at only 0.06au and orbits every 2.6 days. A spacecraft with a highly reflective shield can flyby Aa2 and pick up momentum from a gravity assist. Aa2 is orbiting at around 235 km/s. It will be much easier to move things around compared to a Dyson around the Sun.

The Lagrange 2 point for Beta Persei Ab is much hotter than the habitable zone. There is enough radiant energy in the Algol system to power a K2.0 civilization orbiting at just around L2.


Search finds no shortage of alien super-Earth planets

Our solar system hosts a cornucopia of worlds, from the hellfire of Venus to the frozen plains of Mars to the mighty winds of Uranus. In that range, the Earth stands alone, with no planet coming close to its life-friendly position near the sun.

Outside our solar system, however, it's a different story. Observations using space-based and ground-based telescopes have indicated that a new class of objects dubbed super-Earths – worlds that are about two to 10 times our planet's mass and up to two times its radius – could be among the most common type of planets orbiting other stars.

That's because during the past few years, astronomers have found plenty of these super-sized rocky bodies orbiting different types of stars. Among these planetary systems, those around M-class stars, which are cooler and fainter than our sun, are particularly important. Because of the low surface temperatures of these stars, the regions around them where an Earth-like planet can maintain liquid water on its surface (also known as the Habitable Zone) are closer to them -- making such potentially habitable super-Earths in those regions more detectable. [6 Most Likely Places for Alien Life in the Solar System (Countdown)]

Scientists also believe that these smaller stars are the most abundant in the sun's corner of the universe, implying super-Earths would be plentiful in our solar neighborhood, as well.

Nader Haghighipour is a member of the NASA Astrobiology Institute and the University of Hawaii-Manoa's Institute for Astronomy. Among his research interests is figuring out how these worlds form, and most importantly, how they arrive in their current orbits.

Some of his work hints that migrating giant planets could be responsible for the close-in orbits of smaller bodies. Their massive gravity could excite the rocks and protoplanetary debris on their paths and cause them to be scattered out of the system or coalesce into smaller planets such as super-Earths.

"When giant planets approach the central star, especially around an M-dwarf, I'm interested in how they affect accretion of small planetesimals in a disc in front of them and how that will result in the formation of super-Earths, particularly in the habitable zone," Haghighipour said.

Faster discovery pace for super-Earths
Haghighipour recently surveyed the state of super-Earth research in a paper that appeared in the Annual Review of Earth and Planetary Sciences. The first super-Earths were discovered in 1992 around pulsar star PSR B1257+12, but it's only in the past five years that the pace of discovery picked up.

This was in large part due to the arrival of the NASA Kepler space telescope, which spent close to four years hunting planets in a small region of the sky in the constellation Cygnus. Kepler ended its primary mission in 2013 after the telescope exceeded its design lifetime. During this time, it provided a treasure trove of extremely high quality data that has revolutionized the field of exoplanetary science.

Short period super-Earths are easier to detect around smaller stars than those that are the sun's size or larger. This is because smaller stars show larger reactions to the tug of the planet as the planet orbits the star. If the planet happens to go across the face of the star from Earth's perspective, a super-Earth blocks out more of a small star's light, making it easier to detect.

"That super-Earths in short-period orbits around cooler and smaller stars are easier to detect has set the ground for this becoming fashionable, and now there's a great deal of attention in using radial velocity and transit photometry techniques to find such planets in the habitable zones of M stars," Haghighipour said.

These planets are both detectable by the Kepler telescope and also ground-based ones. Most commonly, discoveries from the ground take place with two instruments. One of them is the High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) on a European Southern Observatory 3.6m telescope at La Silla, Chile. The other is the W. M. Keck Observatory’s High Resolution Echelle Spectrograph (HiRES) in Mauna Kea, Hawaii.

While NASA scientists re-examine Kepler's mission – its science work is on hold after two of its four reaction wheels failed – they are hard at work planning its successor mission, the Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). TESS will have both advantages and disadvantages while searching for super-Earths, Haghighipour said.

"Because TESS is going to cover the entire sky, as opposed to Kepler that focused on only one portion of the sky, it may be able to find more (exoplanets)," he said. "As far as accuracy and precision, because it’s not going to stay on one region of the sky for as long as the Kepler did, the accuracy may not be as high as that of the Kepler."

Habitability?
One particular star system of interest to Haghighipour is Gliese 667, a triple star system which lies about 22 light-years from Earth. Haghighipour was part of a team that identified at least one super-Earth in the habitable zone of GJ 667C in 2012.

This year, another group led by the University of Göttingen in Germany revealed that where there was one super-Earth, there may actually be many. The new analysis found that the M-star in the GJ 677 system (known as GJ 677c) has about six or seven planets, including anywhere from three to five "super-Earths" in the habitable zone. [The Strangest Alien Planets (Gallery)]

Because the star is so faint and dim, to be in its habitable zone these planets must crowd in close. The researchers estimated that the planets have very short years, between 20 and 50 days, and may even have one side perpetually facing their host star. Even in this state, however, the astronomers believe it is possible that life could survive there.

"It's the most reliable detection (of potentially habitable exoplanets) that we’ve had," Haghighipour said. The challenge, he added, is to understand the planets' habitable environments from a distance.

While calculating the location of the habitable zone of a star is relatively straightforward, modeling the planets' dynamics and climate is far trickier. It is unknown if these worlds have plate tectonics, for example – a geophysical processes that regulates the abundance of CO2 and H2O in Earth’s atmosphere. Their interiors remain masked to astronomers, and understanding exoplanet atmosphere composition is something that some teams are only starting to accomplish.

Identification efforts continue, however. Haghighipour has been working on detecting super-Earths in the habitable zones of M-stars since 2009 along with observers at the University of California, Santa Cruz and the Carnegie Institution of Washington. Gliese 667Cc is the most cited discovery from this collaboration, but there are others.

On the theoretical side, Haghighipour has two papers published in the Astrophysical Journal about habitability in binary star systems. He also has been trying to figure out how super-Earths form at different distances from their stars.

"It's possible each system has had its own history, and its own way of formation. There is no reason to believe that one way of formation for planets in a system, or for super-Earths in habitable zones, can be applied to all systems," he said.

Perhaps this research could shed some light on the formation of our own solar system. Both super-Earths and "hot Jupiters" – gas giant planets that closely orbit their parent stars – appear to be common in other systems, so why not ours?

"Honestly, we have no definite answer for that. There are many different models that present different ideas for why there are no super-Earths and hot Jupiters in our solar system. But in order for these models to be successful, they have to explain other properties of the solar system as well," he said.

For example, a giant gas planet close to our sun would likely have disturbed any rocky planets wanting to orbit nearby. It will be an interesting theoretical puzzle for astronomers to figure out as they continue classifying worlds outside of the solar system.

This story was provided by Astrobiology Magazine, a web-based publication sponsored by the NASA astrobiology program.


Vive la Révolution Scientifique

The scientists get it: So far, there’s only been so much to get excited about. “Maybe a certain amount of fatigue in the public is natural and fine,” says Aki Roberge, an astronomer at the NASA Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md., “as long as when the time comes that we really do discover something crazy-amazing, we’re still able to get people to pay attention.”

That crazy-amazing thing is an actually Earth-like, actually habitable, perhaps actually inhabited planet. And it’s still in the future. Tarter calls the 21st century “the century of biology on Earth — and beyond.”

Roberge elaborates on the same idea. “I do believe we’re standing on the verge of a scientific revolution,” she says. “But it’s not in astronomy, per se. It’s actually in biology. And the discovery of life on other worlds — of an independent line of life — would be as revolutionary as the realization that the sun was a star or that those moving lights in the sky are planets like the Earth.” Or, perhaps, that Earths are as common as stars throughout the cosmos.

It could be in a couple of decades, Roberge says, or 100 years, or more. There’s no way to know. But she imagines that just as Newton’s laws of gravitation govern how planets interact with each other (and how you interact with the ground), a parallel set of laws governs how life arises or doesn’t, and then survives (or doesn’t). “Maybe life is rare,” she says. “Maybe it isn’t. But I think that the habitable conditions that Earth-like life could tolerate — I don’t think those are rare.”

The only way to know is to keep looking, to keep amassing more planets (and announcing them), to start probing their atmospheres from afar. With tomorrow’s telescopes, that revolution will come, and it will be glorious. Now that’s something to get excited about.


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