Astronomie

Une planète voyou rocheuse pourrait-elle se retrouver piégée dans l'orbite entre la Terre et Mars ?

Une planète voyou rocheuse pourrait-elle se retrouver piégée dans l'orbite entre la Terre et Mars ?

Je sais qu'il est extrêmement improbable qu'une planète voyou passe par là, et je sais que la taille des planètes rocheuses peut varier beaucoup (IIRC il y a une planète rocheuse 5 fois la taille de la Terre) mais dans tous les cas hypothétiques, une planète voyous pourrait-elle être piégée dans n'importe quelle partie de l'orbite entre la Terre et Mars ? Si oui, quels sont les effets possibles que cela pourrait avoir sur la Terre et Mars ? Dans quels cas seraient-ils expulsés du système solaire ?


C'est exceptionnellement improbable.

Imaginez qu'il y avait déjà une planète là-bas. Qu'est-ce qui pourrait le faire s'échapper soudainement du système solaire ? Il faudrait que ce soit un événement massif, comme le passage d'une deuxième planète voyou qui la catapulte hors de son orbite.

Remonter le temps, pour qu'une planète voyou soit capturée et finisse proprement en orbite entre Mars et la Terre, nécessiterait une séquence d'événements incroyablement improbable, tels que

deux planètes voyous passent entre la Terre et Mars en même temps et l'interaction entre les deux entraîne un transfert d'énergie et de quantité de mouvement, qui (par chance) laisse l'une des planètes sur une orbite presque circulaire, (tandis que l'autre s'échappe)".

Compte tenu de la taille de l'espace et, par conséquent, de la rareté d'une planète voyou entrant dans le système solaire interne, cela rendrait la séquence d'événements ci-dessus pratiquement impossible.

Dans ce scénario incroyable, les effets sur la Terre et sur Mars dépendraient de la proximité de la nouvelle planète. Si nous sommes suffisamment proches pour avoir des effets significatifs sur la planète, nous courons un grand danger.


Exo-Titans : pourquoi les lunes des planètes voyous pourraient nous surprendre avec une vie extraterrestre

La recherche de la vie sur les exoplanètes adopte une approche assez conservatrice. Il se concentre sur une vie similaire à celle de la Terre.

La recherche de la vie sur les exoplanètes adopte une approche assez conservatrice. Il se concentre sur une vie similaire à celle de la Terre.

Bien sûr, il est tout à fait possible que la vie se présente sous de nombreuses formes exotiques, et les scientifiques ont spéculé sur toutes les formes étranges que la vie pourrait prendre, mais le simple fait est que la vie sur Terre est la seule forme que nous comprenons actuellement. Ainsi, la plupart des recherches se concentrent sur les formes de vie qui, comme nous, sont à base de carbone avec une biologie qui repose sur l'eau liquide.

Mais même avec cette vue étroite, la vie pourrait toujours se cacher dans des endroits inattendus.

Étant donné que la vie terrestre dépend de l'eau liquide, la recherche de la vie sur les exoplanètes se concentre sur celles de la zone habitable circumstellaire (CHZ) entourant les étoiles. C'est-à-dire ni trop près ni trop loin pour que de l'eau liquide puisse exister sur une planète rocheuse.

Pour notre système solaire, c'est à peu près entre les orbites de Vénus et de Mars. La plupart des exoplanètes répondant à ces critères sont des super-Terres qui gravitent autour de petites étoiles naines rouges, puisque les naines rouges représentent environ 75% des étoiles de notre galaxie, et les super-Terres sont l'exoplanète terrestre la plus courante.

L'une des découvertes surprenantes sur les exoplanètes est que les planètes de la taille de Jupiter orbitent souvent près de leurs étoiles. Ces « Jupiters chauds » n'auront probablement pas de vie, mais ils pourraient avoir des lunes aussi chaudes et humides que la Terre.

Et il s'avère que les grandes planètes gazeuses n'ont même pas besoin d'orbiter près de leur étoile pour avoir des lunes avec de l'eau liquide. Nous savons, par exemple, que la lune jovienne de Ganymède a un océan d'eau sous sa surface glacée. Europe est connue pour avoir plus d'eau que la Terre, et même la petite lune de Saturne Encelade a de l'eau liquide.

Ce qui est intéressant dans ces exemples, c'est que la présence d'eau liquide sur ces lunes n'est pas due à la chaleur du Soleil, mais plutôt à un échauffement thermique dû à l'attraction gravitationnelle de leur planète. Bien sûr, cela soulève une question intéressante. Si les lunes de Jupiter et de Saturne peuvent avoir de l'eau liquide, qu'en est-il des lunes des exoplanètes de type Jupiter qui n'orbitent même pas autour d'une étoile ?

C'est la question examinée dans un article récent du Revue internationale d'astrobiologie. Ce qui est intéressant à propos de cette étude, c'est qu'il ne s'agit pas simplement de demander si une exomoune pourrait rester suffisamment active géologiquement pour avoir de l'eau liquide. La réponse est clairement oui.

Au lieu de cela, ce travail examine comment des exmoons potentiellement habitables pourraient se former et si elles pourraient maintenir suffisamment d'eau liquide assez longtemps pour que la vie primordiale évolue.

Par exemple, pour les lunes d'un système stellaire, l'un des principaux moteurs de l'évolution chimique de la lune serait la lumière et la chaleur de l'étoile. Mais pour les lunes des planètes voyous, une influence primaire serait les rayons cosmiques. Ceci, combiné au réchauffement des marées, conduirait à l'évolution de l'atmosphère d'une lune au fil du temps.

Pour voir les effets de ces différences, l'équipe modélise une lune de masse terrestre en orbite autour d'une planète voyou de masse Jupiter. Ils ont découvert qu'avec des hypothèses raisonnables sur la composition chimique et la stabilité orbitale, une exomoune malhonnête pouvait maintenir de l'eau liquide à sa surface. Beaucoup moins que celle de la Terre, mais suffisamment pour permettre à la vie de naître et d'évoluer dans un délai raisonnable.

Il est important de noter que ce modèle s'est concentré sur les exomoons avec une atmosphère riche. Si ces exmoons habitables existent, nous pourrions peut-être étudier leurs atmosphères par infrarouge et radioastronomie. Ainsi, la première planète à montrer des preuves de vie extraterrestre pourrait être une voyou.

Cet article a été initialement publié le Univers aujourd'hui par Brian Koberlein. Lis le article original ici.


Un coup de pied rapide

La gravité peut être une chose délicate. Un instant, il maintient une planète en orbite autour d'une étoile, enchaînée en toute sécurité à cette chaleur vivifiante pendant des milliards d'années. Le suivant, cette même gravité envoie la planète se précipiter dans les profondeurs de l'espace interstellaire, condamnée à errer dans les friches gelées de notre galaxie, avec toute vie sur cette planète rapidement et définitivement effacée.

La gravité est si délicate parce qu'elle est en fait assez complexe. Quand il n'y a que deux objets — disons, un énorme Star et une seule petite planète - le calcul est facile à faire. Une fois qu'une planète se trouve sur une orbite stable, elle restera en place pendant des milliards et des milliards d'années sans déviation, les rythmes réguliers de son mouvement se répétant comme les engrenages d'un grand mécanisme d'horlogerie.

Mais jeter un troisième objet dans le mélange ? Tout est permis – le chaos. Comme dans, le chaos littéral. Le problème d'essayer de prédire le mouvement de trois objets interagissant par gravité est notoire depuis des siècles, des poids lourds intellectuels à travers les âges essayant de trouver une solution et échouant. Le problème est qu'avec trois objets, tout petit écart ou décalage peut entraîner des changements massifs dans un laps de temps étonnamment court.

En d'autres termes, ce qui a l'air calme, cool et rassemblé un instant - disons, le fait que la Terre ait tourné le soleil placidement pendant des milliards d'années - peut devenir dangereusement instable le lendemain.

Mais jusqu'ici, tout va bien, non ? Le reste des planètes en le système solaire sont relativement petits, et bien qu'ils modifient et affectent l'orbite de la Terre de manière subtile, ils ne causent pas de ravages et de déstabilisation générale. Les choses iront très bien pendant des milliards d'années à venir, tant que rien de massif – disons, une étoile qui passe – ne s'en approche.


Comment les planètes deviennent-elles voyous ?

Ces planètes avaient le comportement de la planète normale avant de devenir un voyou si elles appartiennent à un système stellaire. Ensuite, il y a une question qui "comment se forment les planètes voyous”? Les scientifiques ne savent pas grand-chose sur la façon exacte dont ces planètes se sont formées, mais ils ont des théories possibles qui pourraient être la raison de la formation d'une planète voyou.

⇒ Planète éjectée d'un système solaire

Habituellement, les planètes tournent autour de leur soleil parce qu'elles sont liées gravitationnellement dans le système solaire. Mais parfois, pour une raison quelconque, ils ont été expulsés du système solaire. La perturbation de la force gravitationnelle est la raison la plus soutenue par les scientifiques pour se convertir en une planète voyou.

La force gravitationnelle peut être perturbée lorsque deux planètes s'approchent l'une de l'autre près du soleil. Dans ce cas, le soleil attire parfois une planète, tandis que la deuxième planète est éjectée à grande vitesse. La vitesse de la planète éjectée est si élevée qu'elle se libère de la force gravitationnelle du soleil. C'est ainsi qu'une planète devient une planète voyou ou une planète non liée.

Une explosion d'étoile ratée

Lorsque le noyau d'une énorme étoile explose, il forme une supernova et l'explosion de la supernova émet une haute énergie dans toute la galaxie. Mais parfois, l'explosion d'une étoile est tout le contraire comme si elle explosait doucement et disparaissait. Ce doux phénomène d'explosion de l'étoile est appelé unnova.

Dans ce cas, les planètes de ce système stellaire deviennent orphelines et elles n'ont aucune étoile ou soleil autour duquel tourner. Ainsi, le système gravitationnel de la planète est perturbé et ils commencent à errer dans la galaxie. C'est ainsi qu'une planète voyou ou une planète errante s'est formée.

Échec de la formation d'étoiles appropriée

De nombreux astronomes pensent que les planètes voyous se forment de la même manière que les étoiles se sont formées et que ces planètes sont le cas d'un échec de formation d'étoiles. La formation correcte d'une étoile prend des millions d'années, mais dans certains cas, le gaz et la poussière disponibles pour former une étoile sont terminés, on parle alors d'étoile ratée. L'étoile défaillante peut également être connue sous le nom de planète voyou si elle n'a pas assez de température comme une étoile proprement dite.


Les planètes voyous pourraient être plus nombreuses que les étoiles

Un rendu d'artiste du télescope romain Nancy Grace.
Graphique avec l'aimable autorisation de la NASA.

Une prochaine mission de la NASA pourrait découvrir qu'il y a plus de planètes voyous – des planètes qui flottent dans l'espace sans orbiter autour d'un soleil – qu'il n'y a d'étoiles dans la Voie lactée, selon une nouvelle étude.

"Cela nous donne une fenêtre sur ces mondes que nous n'aurions pas autrement", a déclaré Samson Johnson, étudiant diplômé en astronomie à l'Ohio State University et auteur principal de l'étude. "Imaginez notre petite planète rocheuse flottant librement dans l'espace - c'est ce que cette mission nous aidera à trouver."

L'étude a été publiée aujourd'hui, vendredi 21 août, dans Le journal astronomique.

L'étude a calculé que le prochain télescope spatial romain Nancy Grace de la NASA pourrait trouver des centaines de planètes voyous dans la Voie lactée. L'identification de ces planètes, a déclaré Johnson, aidera les scientifiques à déduire le nombre total de planètes voyous dans notre galaxie. Les planètes voyous, ou flottantes, sont des objets isolés dont la masse est similaire à celle des planètes. L'origine de ces objets est inconnue, mais une possibilité est qu'ils étaient auparavant liés à une étoile hôte.

"L'univers pourrait regorger de planètes voyous et nous ne le saurions même pas", a déclaré Scott Gaudi, professeur d'astronomie et universitaire distingué à l'Ohio State et co-auteur de l'article. "Nous ne le découvririons jamais sans entreprendre une enquête approfondie sur les microlentilles spatiales comme Roman va le faire."

Le télescope romain, nommé en l'honneur du premier astronome en chef de la NASA, également connu sous le nom de "mère" du télescope Hubble, tentera de recenser les planètes voyous, ce qui pourrait, selon Johnson, aider les scientifiques à comprendre comment ces planètes se forment. Roman aura également d'autres objectifs, notamment la recherche de planètes en orbite autour d'étoiles dans notre galaxie.

Ce processus n'est pas bien compris, bien que les astronomes sachent qu'il est désordonné. Des planètes voyous pourraient se former dans les disques gazeux autour des jeunes étoiles, semblables à ces planètes encore liées à leurs étoiles hôtes. Après leur formation, ils pourraient plus tard être éjectés par des interactions avec d'autres planètes du système, ou même par des événements de survol d'autres étoiles.

Ou ils pourraient se former lorsque la poussière et le gaz tourbillonnent ensemble, de la même manière que les étoiles se forment.

Le télescope romain, a déclaré Johnson, est conçu non seulement pour localiser les planètes flottantes dans la Voie lactée, mais aussi pour tester les théories et les modèles qui prédisent comment ces planètes se sont formées.

L'étude de Johnson a révélé que cette mission est susceptible d'être 10 fois plus sensible à ces objets que les efforts existants, qui pour l'instant sont basés sur des télescopes attachés à la surface de la Terre. Il se concentrera sur les planètes de la Voie lactée, entre notre soleil et le centre de notre galaxie, couvrant quelque 24 000 années-lumière.

"Il y a eu plusieurs planètes voyous découvertes, mais pour obtenir une image complète, notre meilleur pari est quelque chose comme Roman", a-t-il déclaré. « C’est une toute nouvelle frontière. »

Les planètes voyous ont toujours été difficiles à détecter. Les astronomes ont découvert des planètes en dehors du système solaire terrestre dans les années 1990. Ces planètes, appelées exoplanètes, vont des boules de gaz extrêmement chaudes aux mondes rocheux et poussiéreux. Beaucoup d'entre eux tournent autour de leurs propres étoiles, comme la Terre tourne autour du soleil.

Mais il est probable qu'un certain nombre d'entre eux ne le fassent pas. Et bien que les astronomes aient des théories sur la formation des planètes voyous, aucune mission n'a étudié ces mondes dans les détails que les Romains veulent.

La mission, dont le lancement est prévu dans les cinq prochaines années, recherchera des planètes voyous à l'aide d'une technique appelée microlentille gravitationnelle. Cette technique repose sur la gravité des étoiles et des planètes pour courber et amplifier la lumière provenant des étoiles qui passent derrière elles depuis le point de vue du télescope.

Cet effet de microlentille est lié à la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein et permet à un télescope de trouver des planètes à des milliers d'années-lumière de la Terre, bien plus loin que les autres techniques de détection de planètes.

Mais parce que la microlentille ne fonctionne que lorsque la gravité d'une planète ou d'une étoile se courbe et magnifie la lumière d'une autre étoile, l'effet d'une planète ou d'une étoile donnée n'est visible que pendant une courte période une fois tous les quelques millions d'années. Et parce que les planètes voyous sont situées dans l'espace par elles-mêmes, sans étoile à proximité, le télescope doit être très sensible afin de détecter ce grossissement.

L'étude publiée aujourd'hui estime que cette mission sera en mesure d'identifier des planètes voyous qui ont la masse de Mars ou plus. Mars est la deuxième plus petite planète de notre système solaire et est juste un peu plus grande que la moitié de la taille de la Terre.

Johnson a déclaré que ces planètes ne sont pas susceptibles de soutenir la vie. "Ils seraient probablement extrêmement froids, car ils n'ont pas d'étoile", a-t-il déclaré. (D'autres missions de recherche impliquant des astronomes de l'État de l'Ohio rechercheront des exoplanètes qui pourraient abriter la vie.)

Mais les étudier aidera les scientifiques à mieux comprendre comment se forment toutes les planètes, a-t-il déclaré.

"Si nous trouvons beaucoup de planètes voyous de faible masse, nous saurons que lorsque les étoiles forment des planètes, elles éjectent probablement un tas d'autres choses dans la galaxie", a-t-il déclaré. "Cela nous aide à comprendre la voie de formation des planètes en général."


Voleur un

La recherche de la vie sur les exoplanètes adopte une approche assez conservatrice. Il se concentre sur une vie similaire à celle de la Terre. Bien sûr, il est tout à fait possible que la vie se présente sous de nombreuses formes exotiques, et les scientifiques ont spéculé sur toutes les formes étranges que la vie pourrait prendre, mais le simple fait est que la vie terrestre est la seule forme que nous comprenons actuellement. Ainsi, la plupart des recherches se concentrent sur des formes de vie qui, comme nous, sont à base de carbone avec une biologie qui repose sur l'eau liquide. Mais même avec cette vue étroite, la vie pourrait toujours se cacher dans des endroits auxquels nous ne nous attendons pas.

Étant donné que la vie terrestre dépend de l'eau liquide, la recherche de la vie sur les exoplanètes se concentre sur celles qui se trouvent dans la zone habitable circumstellaire (CHZ) entourant les étoiles. C'est-à-dire à ne pas fermer ni trop loin, pour que de l'eau liquide puisse exister sur une planète rocheuse. Pour notre système solaire qui se situe à peu près entre les orbites de Vénus et de Mars. La plupart des exoplanètes répondant à ces critères sont des super-Terres qui gravitent autour de petites étoiles naines rouges, puisque les naines rouges représentent environ 75% des étoiles de notre galaxie, et les super-Terres sont l'exoplanète terrestre la plus courante.

L'une des découvertes surprenantes sur les exoplanètes est que les planètes de la taille de Jupiter orbitent souvent près de leurs étoiles. Ces « Jupiters » sont susceptibles d’avoir la vie, mais ils pourraient avoir des lunes aussi chaudes et humides que la Terre.

/>PHL @ UPR Arecibo Mondes potentiellement habitables connus à partir de 2020.

Et il s'avère que les grandes planètes gazeuses n'ont même pas à orbiter près de leur étoile pour avoir des lunes avec de l'eau liquide. Nous savons, par exemple, que la lune jovienne de Ganymède a un océan d'eau sous sa surface glacée. Europe est connue pour avoir plus d'eau que la Terre, et même la petite lune de Saturne Enceledus a de l'eau liquide. Ce qui est intéressant dans ces exemples, c'est que la présence d'eau liquide sur ces lunes n'est pas due à la chaleur du Soleil, mais plutôt à un échauffement thermique dû à l'attraction gravitationnelle de leur planète. Bien sûr, cela soulève une question intéressante. Si les lunes de Jupiter et de Saturne peuvent avoir de l'eau liquide, qu'en est-il des lunes des exoplanètes de type Jupiter qui ne gravitent même pas autour d'une étoile ?

/>Tommaso Grassi / LMU Illustration d'une planète flottant librement dans l'univers avec une lune potentiellement habitable.

C'est la question examinée dans un article récent du Revue internationale d'astrobiologie. 1 Ce qui est intéressant dans cette étude, c'est qu'elle ne demande pas simplement si une exomoune pourrait rester géologiquement suffisamment active pour avoir de l'eau liquide. La réponse est clairement oui. Au lieu de cela, ce travail examine comment des exomoons potentiellement habitables pourraient se former et si elles pourraient maintenir suffisamment d'eau liquide assez longtemps pour que la vie primitive évolue. Par exemple, pour les lunes d'un système stellaire, l'un des principaux moteurs de l'évolution chimique de la lune serait la lumière et la chaleur de l'étoile. Mais pour les lunes des planètes voyous, une influence primaire serait les rayons cosmiques. Ceci, combiné au réchauffement des marées, conduirait à l'évolution d'une atmosphère lunaire au fil du temps.

Pour voir les effets de ces différences, l'équipe modélise une lune de masse terrestre en orbite autour d'une planète voyou de masse Jupiter. Ils ont découvert qu'avec des hypothèses raisonnables sur la composition chimique et la stabilité orbitale, une exomoune malhonnête pouvait maintenir de l'eau liquide à sa surface. Beaucoup moins que celle de la Terre, mais suffisamment pour permettre à la vie de naître et d'évoluer dans un délai raisonnable.

Il est important de noter que ce modèle s'est concentré sur les exomoons avec une atmosphère riche. Si ces exmoons habitables existent, nous pourrions peut-être étudier leurs atmosphères grâce à l'infrarouge et à la radioastronomie. Ainsi, la première planète à montrer des preuves de vie extraterrestre pourrait être une voyou.

Patricio Javier Ávila, et al. &ldquoPrésence d'eau sur les exomoons en orbite autour de planètes flottantes : une étude de cas.&rdquo Revue internationale d'astrobiologie Première vue (2021) : 1-12. ↩︎


Ce processus de capture de planètes voyous est-il possible ?

J'ai un prélude à une histoire qui implique une planète voyou entrant dans le système solaire, cependant je suis inquiet quant à son réalisme. Tout cela est censé être basé sur une physique et des règles réelles, il n'y a rien de spécial comme la magie, une technologie insensée et j'espère que je n'ai pas besoin d'ajouter quoi que ce soit de spécial pour le rendre réaliste. Voici comment ça se passe :

En cherchant la planète neuf, les scientifiques finissent par détecter quelque chose. Cependant, sur une analyse plus approfondie, ce n'est pas un objet solaire. C'est une planète voyou une géante de glace avec 1 lune majeure. Pire encore, sa trajectoire l'emmène sur un survol rapproché de Jupiter, qui devrait arracher sa lune (environ 2/3 de la masse de la Terre) hors de son orbite et dans une trajectoire de survol de la Terre ! L'objet le fait, et bien qu'il n'entre pas en collision avec la planète, il modifie irrémédiablement l'orbite de la Terre, et la Terre devrait être inhospitalière pour les humains dans environ mille ans. Heureusement, ce prétendu tueur d'espèces offre également un refuge. Il finit par s'installer sur une orbite stable dans la ceinture d'astéroïdes, capturant Cérès comme une lune proche et projetant les astéroïdes restants partout. Il se réchauffe également en raison d'une abondance de gaz à effet de serre, et avec un noyau chaud et actif (auparavant chauffé par les forces de marée) pour un champ magnétique, l'eau liquide finit par fondre et la planète devient habitable. La planète (après dégel) a une atmosphère respirable, mais elle est aussi beaucoup plus épaisse que la Terre. Sa gravité de surface est d'environ 5/7 gravité terrestre et la pression atmosphérique est d'environ 6 atmosphères terrestres.

Pendant ce temps, le géant de glace est projeté sur une orbite elliptique, avec son périhélie autour de l'orbite de Mars et son Aphélie juste à l'extérieur du périhélie de Sedna. Finalement, en interagissant avec les autres planètes géantes, il s'installe sur une orbite métastable entre Jupiter et Saturne. Bien que prévu pour ne durer que quelques millions d'années, cela le tient à l'écart de l'humanité en attendant.

Tout n'est pas bon, cependant. Alors que la lune autrefois voyou dégèle dans l'étreinte de l'énergie Sols, quelque chose une fois gelé se réveille et n'est pas heureux de voir une autre espèce essayer de prendre le contrôle de leur planète, quelle que soit sa nécessité pour la survie de l'humanité.

REMARQUE : Beaucoup de gens semblent penser que le géant de glace est la planète qui devient habitable. Ce n'est pas vrai La LUNE du Géant de Glace est ce qui se stabilise dans la ceinture d'astéroïdes et devient habitable.

L'histoire parle, évidemment, de la guerre imminente entre l'humanité, motivée par le simple besoin de survivre, et les extraterrestres, motivés par l'autodéfense. Voici un aperçu des extraterrestres. S'il y a quelque chose qui rendrait la guerre des sciences humaines complètement désespérée ou la survie des extraterrestres impossible, faites-le moi savoir car je suis également préoccupé par ce réalisme :

Les extraterrestres ont 300 ans de technologie plus avancée que l'humanité et ont survécu à la phase voyous en modifiant leur génétique afin qu'ils puissent hiberner pendant les millions d'années nécessaires. Ils ont également apporté les mêmes modifications à des plantes/animaux importants dans leur écologie, en particulier leur propre chaîne alimentaire. Mais la plupart du reste de la vie, comme les bactéries et les virus, est mort pendant la phase voyous, à l'exception de certains microbes arctiques et de la vie sous-marine, qui, à mon avis, ne devraient pas constituer une menace biologique. J'entrerai dans les détails du match plus tard lorsque je publierai un message demandant si/comment l'humanité gagnerait.


Une planète rocheuse rebelle retrouvée à la dérive dans la Voie lactée

Toutes les planètes ne tournent pas autour des étoiles. Certains sont plutôt des voleurs « flottants » à la dérive dans l'espace interstellaire après avoir été éjectés de leurs systèmes domestiques. Pendant des décennies, les astronomes ont cherché à étudier ces parias insaisissables, dans l'espoir de trouver des modèles dans leur taille et leur nombre qui pourraient révéler des détails autrement cachés de la façon dont les systèmes planétaires émergent et évoluent.

Sur la poignée connue jusqu'à présent, la plupart des flotteurs libres étaient des géantes gazeuses massives, mais maintenant les chercheurs en ont peut-être trouvé un assez petit pour être rocheux, même plus petit que la Terre. Si son statut de voyou est confirmé, l'objet de masse à peu près Mars-Terre serait la planète flottante la plus petite jamais vue. Pourtant, trouver de si petits mondes pourrait bientôt devenir une routine, grâce au prochain télescope spatial romain Nancy Grace de la NASA, dont le lancement est prévu au milieu des années 2020.

La plupart des méthodes de chasse aux planètes reposent sur l'observation de changements subtils dans la lumière d'une étoile pour discerner les compagnons en orbite. Mais les mondes flottants, bien sûr, n'ont pas d'étoile. Au lieu de cela, les astronomes utilisent une bizarrerie de la théorie de la relativité générale d'Einstein pour localiser ces planètes perdues : tous les objets massifs déforment l'espace-temps autour d'eux, de la même manière qu'une boule de bowling étire une feuille de caoutchouc et peuvent agir comme des lentilles pour agrandir des sources lointaines. Lorsqu'une planète de premier plan "lentille" est correctement alignée avec une étoile d'arrière-plan, elle amplifie la lumière de cette étoile, provoquant un léger éclaircissement. Cette technique est connue sous le nom de microlentille, et les astronomes l'ont d'abord mise au point pour trouver des trous noirs.

Sur la centaine de mondes découverts à ce jour par microlentille, seuls quatre ont été identifiés comme flottant librement. Tous les autres sont des planètes qui tournent autour de leurs étoiles sur des orbites si longues qu'elles échappent généralement à la détection par d'autres techniques standard de chasse aux planètes. Il est possible que le tout nouveau monde, connu sous le nom d'OGLE-2016-BLG-1928, soit attaché à une étoile. Mais si c'était le cas, son orbite la placerait au moins huit fois plus loin de son hôte stellaire que la Terre ne l'est du soleil. Il faudra encore quelques années pour confirmer le statut de flottement libre de la planète, suffisamment de temps pour qu'une étoile parente potentielle, si elle existe, change de position afin que sa lumière puisse être séparée de celle de l'étoile d'arrière-plan.

"C'est vraiment un résultat très excitant", déclare Andrew Gould, astronome à l'Ohio State University et auteur de l'article de préimpression décrivant le résultat. Cette étude, dirigée par Przemek Mróz du California Institute of Technology, a été soumise à Astrophysical Journal Letters, où elle est actuellement en cours d'examen. "C'est une étape importante pour obtenir cette planète", ajoute Gould.

"C'est un résultat très robuste et presque certainement une planète de faible masse", a déclaré l'astronome Scott Gaudi de l'État de l'Ohio, qui dirige l'équipe scientifique travaillant pour déterminer la meilleure stratégie d'observation pour le télescope romain de la NASA et ne faisait pas partie du groupe qui trouvé le nouveau monde. "Cela nous donne un premier petit aperçu de la répartition probable d'une population de planètes de masse terrestre dans la galaxie", dit-il.

Au « bord poilu »

La plupart des planètes se forment à partir du gaz et de la poussière laissés après la naissance d'une étoile. Dans le cadre du modèle de formation planétaire principal, appelé accrétion de noyau, le gaz et la poussière se combinent progressivement et progressivement pour former des morceaux de plus en plus gros qui finissent par fusionner en planètes. Une théorie concurrente, l'instabilité du disque, propose plutôt que de petits segments du disque s'effondrent rapidement pour former des planètes, et elle favorise la création de mondes plus grands que de plus petits rocheux.

Toutes les planètes d'une famille ne s'entendent pas. Les géantes gazeuses peuvent agir comme des brutes, jetant leurs petits frères et sœurs sur des orbites allongées ou les jetant complètement hors de leur système. Ces mondes éjectés pourraient continuer à voler seuls dans l'espace en tant que planètes flottantes.

L'expérience de lentille gravitationnelle optique (OGLE) scrute le ciel depuis 1992 à la recherche des faibles scintillements stellaires causés par les événements de microlentille. Mais le nouveau monde n'a été repéré que lorsque Mróz et ses collègues ont examiné certaines des données d'archives d'OGLE. En combinant les résultats d'OGLE avec les observations contemporaines du Korea Microlensing Telescope Network, ainsi que les données du satellite Gaia de la Voie lactée de l'Agence spatiale européenne, l'équipe a pu mieux estimer les propriétés utiles pour évaluer la masse putative de la planète flottante, telles que comme la distance entre le monde et l'étoile d'arrière-plan. Mróz et ses collègues ont finalement fixé la masse du monde quelque part entre celle de Mars et de la Terre, ce qui en fait l'un des plus petits objets jamais trouvés par microlentille.

"C'est vraiment à la limite de ce que nous pouvons faire", dit Gaudi.

Sonder la formation planétaire

Cette découverte laisse entendre que les mondes rocheux sont communs dans l'espace entre les étoiles. Détecter quelque chose comme ça aux limites des capacités actuelles des astronomes suggère qu'OGLE était soit incroyablement chanceux, soit que de petites planètes flottant librement errent dans la Voie lactée en abondance astronomique.

La découverte d'une seule planète terrestre flottant librement démontre que de tels objets existent, en fait, alors qu'auparavant ils n'étaient que théorisés. Et à mesure que de plus en plus de dériveurs de faible masse sont découverts, ils peuvent aider les scientifiques à déterminer comment les mondes sont nés. Les modèles d'accrétion de noyau suggèrent que les planètes devraient se former en grappes, tandis qu'une étoile pourrait former un seul monde sous l'instabilité du disque. En raison de leur isolement, les systèmes à un seul monde n'auraient aucune planète à éjecter. Si les astronomes trouvent très peu de mondes flottants à mesure que la technologie s'améliore, l'instabilité du disque pourrait gagner en popularité en tant que mode dominant de formation des planètes. Dans le même temps, trouver des mondes terrestres dérivant dans l'espace lointain fournit davantage de soutien pour le modèle d'accrétion de base. "Il est très difficile de former des planètes de masse aussi faible" sous l'instabilité du disque, explique Wei Zhu, chercheur associé à l'Institut canadien d'astrophysique théorique, qui ne faisait pas partie de la nouvelle découverte. Le nouveau dériveur fournit à la place un support solide pour le modèle d'accrétion de base. « C'est bon signe, dit-il.

Mais l'éjection provoquée par les interactions planétaires n'est pas la seule façon de se retrouver avec des mondes volant à travers les étoiles, dont les théoriciens devront tenir compte dans leurs études. La plupart des étoiles se forment en amas, entourées de leurs propres frères et sœurs stellaires, et elles pourraient être bien meilleures à partager que les planètes. Les mondes à la périphérie de leur système pourraient être complètement éloignés par la gravité d'une étoile qui passe, soit rejoindre la collection de planètes de cette autre étoile, soit être jeté de côté dans l'espace. Certains mondes naufragés peuvent même se retrouver à rebondir d'étoile en étoile, s'attacher et être dépouillés d'un soleil après l'autre. "Ce sont essentiellement des planètes de ping-pong", explique Susanne Pfalzner, astronome au Centre de recherche de Jülich en Allemagne, qui ne faisait pas partie de l'équipe de Mróz.

Au-delà de ses implications potentielles pour les modèles de formation des planètes, la nouvelle planète voyou a déjà un effet sur les plans des astronomes pour les futures missions. Selon Gaudi, cela renforce les arguments en faveur d'un changement de stratégie d'enquête de Roman. Les observations OGLE n'ont utilisé qu'un seul filtre de lumière, mais deux filtres différents peuvent aider à démêler l'étoile source plus facilement, en effectuant des mesures plus solides des propriétés stellaires qui aident à déterminer la masse de la planète flottante. Roman avait initialement prévu de concentrer la plupart de ses observations sur un seul filtre, ne passant qu'occasionnellement à un second, mais Gaudi dit que la nouvelle étude oblige l'équipe de planification à réexaminer si davantage d'observations à deux filtres vaudraient la réduction de la qualité des données qui se produirait. .

Quoi qu'il en soit, les meilleures projections actuelles suggèrent que Roman devrait révéler plus de 200 planètes flottantes de la taille de Mars, suffisamment pour déterminer potentiellement si la plupart sont des produits d'interactions planétaires ou de rencontres stellaires dans des amas, dit Zhu. En revanche, Gould est sceptique quant au fait que Roman détectera un nombre suffisant de petits mondes pour discerner avec force entre ces deux possibilités, mais il reste optimiste quant aux effets transformateurs du futur observatoire.

"Roman trouvera plus de planètes flottantes à un rythme plus élevé que ce que nous trouvons aujourd'hui", dit-il. « Ça va être un grand pas en avant. »


Des planètes voyous invisibles sans étoiles ? Le nouveau télescope spatial de la NASA pourrait en trouver des centaines

Le télescope spatial romain Nancy Grace, le prochain observatoire de la NASA dont le lancement est prévu au milieu des années 2020, pourrait révéler une multitude de planètes voyous qui ne gravitent pas autour des étoiles de notre galaxie de la Voie lactée, selon de nouvelles recherches.

Ces exoplanètes, ou planètes situées en dehors de notre système solaire, se déplacent toutes seules dans la galaxie et ne sont pas enfermées sur des orbites autour des étoiles de la même manière que la Terre tourne autour du soleil. Comprendre ces planètes voyous pourrait faire la lumière sur la formation, l'évolution et la perturbation des systèmes planétaires.

Ces planètes voyous sont difficiles à détecter et les scientifiques n'en ont trouvé que quelques-unes. But the Roman Space Telescope’s capabilities will allow it to find and characterize these roaming nomad planets.

The study published Friday in the Astronomical Journal.

“As our view of the universe has expanded, we’ve realized that our solar system may be unusual,” said Samson Johnson, study author and graduate student at The Ohio State University, in a statement. “Roman will help us learn more about how we fit in the cosmic scheme of things by studying rogue planets. Imagine our little rocky planet just floating freely in space — that’s what this mission will help us find.”

The telescope, named in honor of the agency’s first chief of astronomy, is equipped with a powerful 2.4-meter mirror that will allow it to search for exoplanets. The telescope will stare at large swaths of the sky and watch for gravitational microlensing events, where a planet and the star it orbits pass in front of a background star.

Microlensing occurs when the presence of something massive can actually warp space-time, like black holes, but it can also occur around planets.

For instance, if a rogue planet is in alignment with a distant star, the light from that star will essentially bend around the planet, resulting in a magnifying effect. Researchers can use the changes in light around the planet to measure the planet’s mass.

“The microlensing signal from a rogue planet only lasts between a few hours and a couple of days and then is gone forever,” said Matthew Penny, study coauthor and an assistant professor of physics and astronomy at Louisiana State University in Baton Rouge, in a statement. “This makes them difficult to observe from Earth, even with multiple telescopes. Roman is a game-changer for rogue planet searches.”

Given the fact that rogue planets don’t emit light like stars, or even enough heat to be visible in infrared light, these otherwise invisible worlds will be visible through the Roman Telescope’s observations of microlensing events.

Understanding rogue planets

The telescope’s field of view that is a hundred times greater than Hubble’s infrared instrument, meaning the telescope can observe more of the sky in less time, the agency said. It will also allow for high-contrast imaging of individual nearby exoplanets.

The Roman Space Telescope will measure light from a billion galaxies and seek to provide data that could answer key questions about how common planetary arrangements are to our own solar system, as well as how many planets may be able to harbor life.

It also has the ability to find rogue planets as small as Mars, which is slightly bigger than half the size of Earth.

So how do rogue planets form?

Planet birth itself is a violent, erratic process. Gas and dust in disks around young stars clump together and gradually grow in size to form planets. But collisions between objects on grander scales, or even coming too close to another planet in orbit around the star, or the star itself, can kick the planet out of its system.

And then the planet is on its own — it’s gone rogue.

It’s also possible that lonely planets can form on their own in isolated clouds of gas and dust.

The Roman Telescope will help researchers determine how these planets form by providing information about how many there are as well as their masses — which could help indicate their origin story.

Recent research using estimates from ground-based telescopes suggests that the Roman Telescope could find hundreds of rogue planets, helping scientists understand how common they are in the Milky Way. The telescope’s discoveries could reveal that there are actually more rogue planets than there are stars in our galaxy, according to the study.

The Roman Telescope will be 10 times more sensitive to rogue planet detection than other telescopes and it will search for them across 24,000 light-years between our sun and the center of the galaxy.

“The universe could be teeming with rogue planets and we wouldn’t even know it,” said Scott Gaudi, study coauthor and a professor of astronomy at The Ohio State University, in a statement. “We would never find out without undertaking a thorough, space-based microlensing survey like Roman is going to do.”


Contenu

All terrestrial planets in the Solar System have the same basic structure, such as a central metallic core (mostly iron) with a surrounding silicate mantle. The Earth's Moon is similar, but has a much smaller iron core other natural satellites, such as Io, Europa, and Titan, also have internal structures similar to that of terrestrial planets.

Terrestrial planets can have surface structures such as canyons, craters, mountains, volcanoes, and others, depending on the presence of an erosive liquid and / or tectonic activity.

Terrestrial planets have secondary atmospheres, generated by volcanic out-gassing or from comet impact debris. This contrasts with the outer, giant planets, whose atmospheres are primary primary atmospheres were captured directly from the original solar nebula. [4]

The Solar System has four terrestrial planets: Mercury, Venus, Earth and Mars. Only one terrestrial planet, Earth, has an active hydrosphere.

During the formation of the Solar System, there were many terrestrial planetesimals and proto-planets, but most merged with or were ejected by the four terrestrial planets, leaving only a few such as 4 Vesta to survive.

Dwarf planets, such as Ceres, Pluto and Eris, are similar to terrestrial planets in that they have a solid surface, but are composed of ice and rock rather than of rock and metal. Some small Solar System bodies such as Vesta are quite rocky, or in the case of 16 Psyche even metallic like Mercury, while others such as 2 Pallas are icier.

Most planetary-mass moons are ice-rock or even primarily ice. The three exceptions are Earth's moon, which has a composition much like the Earth's mantle, Jupiter's Io, which is silicate and volcanic, and Jupiter's Europa, which is believed to have an active hydrosphere.

Density trends Edit

The uncompressed density of a terrestrial planet is the average density its materials would have at zero pressure. A greater uncompressed density indicates greater metal content. Uncompressed density differs from the true average density (also often called "bulk" density) because compression within planet cores increases their density the average density depends on planet size, temperature distribution and material stiffness as well as composition.

Densities of the terrestrial planets
Object Density (g·cm −3 ) Semi-major axis (AU)
Mean Uncompressed
Mercure 5.4 5.3 0.39
Vénus 5.2 4.4 0.72
Terre 5.5 4.4 1.0
Mars 3.9 3.8 1.52

The uncompressed density of terrestrial planets trends towards lower values as the distance from the Sun increases. For example, the rocky minor planet Vesta orbiting outside of Mars at 2.36 AU is less dense than Mars, at 3.5 g·cm −3 , and icier Pallas, orbiting at 2.77 AU, is less dense still at 2.9 g·cm −3 .

Earth's Moon has a density of 3.3 g·cm −3 and Jupiter's satellites Io and Europa are 3.5 and 3.0 g·cm −3 other large satellites are icier typically have densities less than 2 g·cm −3 . [5] [6] The dwarf planets Ceres, Pluto and Eris have densities of 2.2, 1.9 and 2.5 g·cm −3 , respectively. (At one point Ceres was sometimes distinguished as a 'terrestrial dwarf', vs Pluto as an 'ice dwarf', but the distinction is no longer tenable. It now appears that Ceres formed in the outer Solar System and is itself quite icy.)

Calculations to estimate uncompressed density inherently require a model of the planet's structure. Where there have been landers or multiple orbiting spacecraft, these models are constrained by seismological data and also moment of inertia data derived from the spacecraft orbits. Where such data is not available, uncertainties are inevitably higher. [7] It is unknown whether extrasolar terrestrial planets in general will show to follow this trend.

Most of the planets discovered outside the Solar System are giant planets, because they are more easily detectable. [8] [9] [10] But since 2005, hundreds of potentially terrestrial extrasolar planets have also been found, with several being confirmed as terrestrial. Most of these are super-Earths, i.e. planets with masses between Earth's and Neptune's super-Earths may be gas planets or terrestrial, depending on their mass and other parameters.

During the early 1990s, the first extrasolar planets were discovered orbiting the pulsar PSR B1257+12, with masses of 0.02, 4.3, and 3.9 times that of Earth's, by pulsar timing.

When 51 Pegasi b, the first planet found around a star still undergoing fusion, was discovered, many astronomers assumed it to be a gigantic terrestrial, [ citation requise ] because it was assumed no gas giant could exist as close to its star (0.052 AU) as 51 Pegasi b did. It was later found to be a gas giant.

In 2005, the first planets orbiting a main-sequence star and which show signs of being terrestrial planets, were found: Gliese 876 d and OGLE-2005-BLG-390Lb. Gliese 876 d orbits the red dwarf Gliese 876, 15 light years from Earth, and has a mass seven to nine times that of Earth and an orbital period of just two Earth days. OGLE-2005-BLG-390Lb has about 5.5 times the mass of Earth, orbits a star about 21,000 light years away in the constellation Scorpius. From 2007 to 2010, three (possibly four) potential terrestrial planets were found orbiting within the Gliese 581 planetary system. The smallest, Gliese 581e, is only about 1.9 Earth masses, [11] but orbits very close to the star. [12] Two others, Gliese 581c and Gliese 581d, as well as a disputed planet, Gliese 581g, are more-massive super-Earths orbiting in or close to the habitable zone of the star, so they could potentially be habitable, with Earth-like temperatures.

Another possibly terrestrial planet, HD 85512 b, was discovered in 2011 it has at least 3.6 times the mass of Earth. [13] The radius and composition of all these planets are unknown.

The first confirmed terrestrial exoplanet, Kepler-10b, was found in 2011 by the Kepler Mission, specifically designed to discover Earth-size planets around other stars using the transit method. [14]

In the same year, the Kepler Space Observatory Mission team released a list of 1235 extrasolar planet candidates, including six that are "Earth-size" or "super-Earth-size" (i.e. they have a radius less than 2 Earth radii) [15] and in the habitable zone of their star. [16] Since then, Kepler has discovered hundreds of planets ranging from Moon-sized to super-Earths, with many more candidates in this size range (see image).

In September 2020, astronomers using microlensing techniques reported the detection, for the first time, of an earth-mass rogue planet (named OGLE-2016-BLG-1928) unbounded by any star, and free floating in the Milky Way galaxy. [17] [18] [19]

List of terrestrial exoplanets Edit

The following exoplanets have a density of at least 5 g/cm 3 and a mass below Neptune's and are thus very likely terrestrial:

The Neptune-mass planet Kepler-10c also has a density >5 g/cm 3 and is thus very likely terrestrial.

Frequency Edit

In 2013, astronomers reported, based on Kepler space mission data, that there could be as many as 40 billion Earth- and super-Earth-sized planets orbiting in the habitable zones of Sun-like stars and red dwarfs within the Milky Way. [20] [21] [22] 11 billion of these estimated planets may be orbiting Sun-like stars. [23] The nearest such planet may be 12 light-years away, according to the scientists. [20] [21] However, this does not give estimates for the number of extrasolar terrestrial planets, because there are planets as small as Earth that have been shown to be gas planets (see Kepler-138d). [24]

Several possible classifications for terrestrial planets have been proposed: [25]


8 Answers 8

I wouldn't think Earth has much chance of starting much of a colony there with current technology, though I think we could make a ship that could get there. (So depends on what kind of colony counts - in The Martian, growing potatoes technically counts, so yes we could probably do that. But we could do that in space, too.) We might be able to get some people there, but long-term survival would be difficult.

Seems to me the question becomes whether it's liable to be any easier than staying alive someplace else, like Mars.

The main factor in answering that, would be what the future trajectory of this planet is. I'd start by trying to actually find what possible trajectories meet your criteria. Earth speed relative to the sun is about 30 km per second, so if this new planet continued at 50 km per second, and was not headed for the sun, but part of the orbit included the Earth's position, then it's orbit will be at a more oblique angle than earth is. Given that it's going to change Earth's orbit enough to have Earth crash into the sun, that means this planet's orbit is also going to change. To be realistic, I'd want to have an actual set of motions where the numbers make sense. Knowing the future orbit would give very important information about the future conditions of that planet, mainly for temperature. Its rotation would also be important.

I'd spend some time running orbital simulations to find out if there is anything set of movements I can find that would be anything like this. Eg it's a great excuse to go play with Universe Sandbox or such.

My first thought though is that I'm not coming up with any way that a planet could appear in a near-Earth orbit like that at such low relative speed, unless some sort of teleportation is involved. It also occurs to me that it's even harder for me to imagine any situation where we would not know the planet was coming for many years, not just one, again unless some sort of magic/unexplainable appearance from nowhere is involved.

Once the rogue planet is out of the solar system it won't get any sunlight making it incredibly difficult to live on.

Maybe you can set up some sort of habitat and rely on nuclear energy (give that the rogue planet has ample deposits of uranium), but with current technology that would be virtually impossible.

We have limited number of rockets available, we don't have any landers to take us to the surface, much less any ready habitats we can deploy. A viable colony will need at least a couple of hundred people to get enough genetic diversity. Finding that many qualified people, screening them, training them, making sure they form a cohesive unit takes time.

Now imagine all the equipment you'll need. You have to assume the worst possible conditions - temperatures near absolute zero, unbreathable atmosphere, the surface covered by miles ice.

The space station and the Amundsen–Scott South Pole Station are the two places that are most similar to the outpost you are suggesting, but those need to be resupplied every few months, they are nowhere near self reliant.

No. We'd all die.

One year is, at the very best, enough time to design and build a lander that could bring fewer than ten humans from Earth to land on a rocky planet with Earth like gravity and a thin atmosphere. With the relatively high gravity and little assistance from an atmosphere to make a landing, the ship needs to carry a lot of fuel to slow the descent. Getting a handful of people there is a monumental task, let alone getting thousands of people and the equipment to survive on a frozen world.

Hopefully they'd realize that any close approach that could eject the Earth into the Sun would 1) take a long time for the Earth to get there and be destroyed and 2) cause significant havoc on the object upsetting Earth's orbit, likely destroying any fledgling colony there.

The fact that the "calculations aren't yet precise enough to find out what will happen to the planet" is not a promising point in trying to move humanity there.

"Physicists calculate that it will destabilise Earth's orbit and send Earth heading straight into the sun. The calculations aren't yet precise enough to find out what will happen to the planet."

1)It only approaches within 10 million kilometers, about 30 times farther than the moon. There is no way that will destabilize the earth's orbit, since the worst-case gravitational pull on the earth will be about 1/9 that of the moon, and that will occur for a fairly short time due to the high velocity.

2) If the effect on the earth is known, the effect on the rogue is known. You can't have it both ways.

56 km/s). In reality, the orbit would most likely be quite elliptical. We can't really guess at the angle of approach, because 50 km/s at Earth's distance from the Sun is just way too low for a rogue planet - once you include "somebody put it there at that speed", there's not much you can estimate. And if it had a collision before reaching Earth, it would likely be partially molten - not very habitable. $endgroup$ &ndash Luaan Oct 29 '15 at 9:07

no. The rogue planet will exit the solar system an freeze. And I don't mean freeze like how Antarctica is frozen, I mean that it will approach absolute zero.

With current technology, we would not be able to create enough energy to keep the colony warm, never mind fed, watered and oxygenated.

If we had cold fusion reactors and also 100 years to plan the mission, then maybe.

Edit: I didn't think of geothermal warmth. So you want to build a thermal heat powerplant and giant hydroponics farm 1km under the surface? We could not even build that kind of colony on earth, given a 1 year time frame. Imagine then if every piece or necessary equipment then needs to be launched into space and landed of the other planet. We could not even provide the fuel to put it all up there.

A rogue planet will not get energy from Sun, so the colony would need to use nuclear energy to produce warmth and light as required.

Ordinary reactors use uranium that may not be easily available with reduced scale technology, but termonuclear reactors may need just water, or maybe tritium that could be purified from large amounts of water (assuming the planet has a frozen ocean with plenty of water available). Such devices are not used in production yet but they are under development.

If we get a small self-sustained colony, it may have much more time later to perfect the technologies.

Any colony based on current technology would only be habitable foe the period of time that the rogue remained in the habitable zone of our star. Once the rogue left that zone, the planet would likely rapidly become either too hot or too cold to remain habitable. This is assuming that the planet even had an atmosphere, and what you would consider "colonized" to mean.

Like other answers so far, I don't think that we have any chance of establishing a colony on that planet. I would like to add another reason, however, for why this is not possible with current technology.

You state that the planet is a year away and moving at 50 km/s at a right angle to the solar system ecliptic, heading for us. This puts its current distance at about 10.5 AU from the ecliptic and presumably a very similar distance from the Earth.

Uranus' orbit around the sun has a semi-major axis (distance along the greatest diameter) of about 20.1 AU. Since Earth's distance from the sun is about 1 AU, this means that the rogue planet is currently about as far away from Earth as is Uranus at closest approach. (This isn't very far at all in astronomical terms, but it is still quite a distance.)

We don't have the ability to go to Uranus in any way that would allow us to establish a colony around those parts of the solar system. Heck, we can't even do it to Mars, which is practically next door in comparison.

But wait -- it gets worse! This rogue planet is moving toward our solar system at those same 50 km/s, to within rounding error. Excluding solar probes like the HELIOS probes, the fastest spacecraft that have been launched from Earth move at about 15-20 km/s relative to the sun. Let's be generous and call it an even 20 km/s. Let's also be très generous and say we could get to this velocity without spending a lot of time doing fancy gravity slingshots, which almost certainly would be required in practice. Let's also say that we put all that effort into getting a spacecraft moving toward the rogue planet. Forget about the specifics of the spacecraft, let's just get it on the quickest possible intersecting trajectory at 20 km/s relative to the sun.

The relative speed of the two are now on the order of 70 km/s. The rogue planet is approaching the ecliptic at 50 km/s, and our spacecraft is moving away from the ecliptic (and toward the rogue planet) at an additional 20 km/s relative to the ecliptic.

In order to survive landing, we need to bring the relative speed down to effectively zero. In other words, for landing, we need to somehow come up with a delta-v (velocity change) budget of 70 km/s.

The way rockets work is by bringing mass (fuel), which is pushed in one direction to cause a resultant velocity change in the other direction. (Newton's third law of motion.) This lowers the mass of the rocket, which means we need less mass the next instant for the same velocity change. Conversely, going backwards, we need to bring enough mass with us to apply the change in velocity not just to the rocket itself and its payload, but also to the remaining mass of the fuel. This is known as the tyranny of the rocket equation.

When Apollo went to the Moon, after the TLI burn (translunar injection, which raised the spacecraft's orbit such that it went from a low-Earth orbit into an orbit that intersected the Moon, whether or not in a free return manner depending on the specific mission), the spacecraft was moving at about 11 km/s relative to the Earth. For any significant payloads, this is about the best we have been able to do so far. Besides the fact that this would be needed on the outbound leg of the trip, this left the Apollo CSM with very little additional delta-v budget the LM had a bit to spare, for a soft landing on the Moon, but we are talking nowhere near the amounts that would be needed.

Even given maximum generosity and taking the velocity change from takeoff from ground to after TLI, your delta-v budget is now short only a measly 59 km/s. (In reality, it would be short a lot more.) Since lithobraking from even the slow and gentle 59 km/s to 0 km/s relative to the ground tends to be a bad idea, and because of the rocket equation's exponential nature, this is very bad news.

TLDR: Even if we could figure out a way to establish a colony that would be able to survive, given current technology, we have no realistic way of getting there in the first place.


Voir la vidéo: De leau et de la vie? sur toutes les planètes rocheuses (Juillet 2021).