100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Астрономы открыли планету за пределами Солнечной системы, имеющую странную орбиту

В поисках новой Земли. Как астрономы ищут планеты за пределами Солнечной системы

Несколько месяцев назад учёные подвели итоги работы "главного охотника за экзопланетами" — космического телескопа "Кеплер". Из 4700 кандидатов в "сёстры Земли" исследователи отобрали всего 20 планет, больше всего похожих на наш родной мир. По просьбе редакции Лайфа астроном, лектор Санкт-Петербургского планетария Мария Боруха рассказала, что такое экзопланеты, как их ищут и как они могут выглядеть.

<p>Фото: &copy;&nbsp;<a href="https://www.flickr.com/photos/blile59/3559306642/" target="_blank">flickr.com/Bill Lile</a></p>

Немного о Солнечной системе

Современное определение слова «планета», данное международным астрономическим союзом (МАС) содержит три пункта. Планета — это небесное тело, которое:

  1. Обращается по орбите вокруг Солнца.
  2. Имеет достаточную массу, чтобы под действием собственной гравитации прийти в состояние гидростатического равновесия.
  3. Расчищает окрестности своей орбиты от иных объектов.

В Солнечной системе под это определение подошли восемь объектов: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Our Solar System: Scale Comparison

Самые большие тела Солнечной системы в масштабе

Первые четыре планеты — маленькие и каменистые, затем идут два огромных газовых гиганта, затем — два ледяных гиганта. При этом орбиты всех планет являются практически круговыми и лежат близко к одной плоскости (наиболее сильно выделяется Меркурий: наклонение орбиты составляет 7 градусов, а эксцентриситет (так учёные называют отличие любого конического сечения, например эллипса, от правильной окружности) равен 0,2.

Орбиты тел Солнечной системы в масштабе

Такое устройство планетной системы привычно для нас. Но это вовсе не значит, что именно таким образом должны быть устроены все планетные системы во Вселенной или хотя бы в нашей Галактике. Более того, чем дальше продвигаются исследования других планетных систем, тем яснее становится, что природное разнообразие планет гораздо богаче, чем можно вообразить.

Первые открытия

Таким образом, экзопланеты (от др.-греч. ἔξω — «вне, снаружи») — это любые планеты, обращающиеся вокруг других звёзд. Сейчас их открывают практически каждый день. На 11 августа 2016 года общее число открытых экзопланет составило 3496 (и ещё несколько тысяч кандидатов ждут подтверждения). И это — только начало большого пути исследования внесолнечных систем.

Рост числа открытых экзопланет

К огда и кем была открыта первая экзопланета, утверждать сложно: дело в том, что многие заявления об открытии экзопланет не подтверждались. При этом в 1988 году появилась работа, в которой исследователи указывали на возможность существования у двойной звезды Гамма Цефея третьего звёздного компонента. Но, как выяснилось через 15 лет, Кэмпбелл и его соавторы открыли вовсе не звезду, а экзопланету. По современным оценкам, масса этой планеты лежит в интервале от 4 до 18 масс Юпитера и обращается она вокруг звезды Гамма Цефея А (звезды Альраи) за 903 дня (период обращения Юпитера в Солнечной системе почти в пять раз больше). Новая планета получила в 2003 году имя Гамма Цефея А b — в соответствии с правилами названия экзопланет (к имени звезды приписывается буква латинского алфавита, начиная с b). Звезда Гамма Цефея имеет звёздную величину 3,2 m и видна на небе землянам даже невооружённым глазом.

Созвездие Цефея (Cepheus). Синей стрелкой выделена звезда Гамма Цефея

Что же увидели исследователи в этой области неба? Как они могли перепутать звезду и планету? Дело в том, что большинство экзопланет открыто с помощью косвенных методов: из почти трёх с половиной тысяч открытых экзопланет астрономы видели свет лишь нескольких десятков. Найти такие объекты и оценить их параметры, не видя напрямую, возможно, лишь измеряя влияние экзопланеты на звезду, вокруг которой она обращается. Кемпбелл и его соавторы открыли экзопланету Гамма Цефея А b одним из косвенных методов — методом лучевых скоростей.

Что такое метод лучевых скоростей?

Представьте, что вы смотрите на машину, которая уезжает от вас. Расстояние между вами всё время увеличивается, значит, её лучевая скорость относительно вас — положительна. Если машина едет к вам и расстояние между вами уменьшается, лучевая скорость — отрицательна. В том случае, если машина кружит вокруг вас, не приближаясь и не удаляясь, её лучевая скорость равна нулю. Более формальное определение лучевой (радиальной) скорости можно найти здесь.

А теперь послушайте, что происходит с гудком машины, когда она приближается к вам и удаляется от вас:

Эффект Доплера при движении автомобиля

Сначала, когда скорость машины мала, мы слышим «настоящий» звук гудка. По мере нарастания скорости автомобиля звук издаваемого сигнала постепенно повышается. При этом, как только машина начинает удаляться от нас, мы слышим понижение частоты гудка. Этот эффект изменения частоты сигнала в зависимости от лучевой скорости называется эффектом Доплера.

Да-да, это тот самый «полосатый» эффект, ведь он применим к любым волнам, не только к звуку, но и к видимому свету. Например, если жёлтый фонарик быстро летит на вас, он будет казаться зелёным, если от вас — то красным.

Каким же образом эффект Доплера применим к экзопланетным системам? Рассмотрим два тела — звезду и планету. На первый взгляд может показаться, что планета обращается вокруг звезды, а звезда стоит на месте. Но на самом деле звезда тоже обращается, с тем же периодом, что и планета, описывая при этом маленький кружок вокруг центра масс системы. И если при этом система располагается по отношению к вам так, что лучевая скорость звезды для вас в некоторые моменты времени отлична от нуля, вы можете заметить эффект Доплера в такой системе и заподозрить, что вокруг звезды обращается массивное тело. Например, лучевая скорость звезды Гамма Цефея А колеблется от –27,5 м/c до +27,5 м/c из-за обращающейся вокруг неё экзопланеты.

Читайте так же:
Как работают завихрители

Таким образом, когда исследователи заявляют об открытии звезды методом лучевых скоростей, они не «видят» экзопланету, что называется, своими глазами, но измеряют её влияние на звезду. Причём модуль лучевой скорости звезды будет тем больше, чем:

  • массивнее планета;
  • легче звезда;
  • меньше расстояние между звездой и планетой;
  • меньше наклон плоскости орбиты системы к нашему лучу зрения.

Аналогичная ситуация возникает и тогда, когда планеты открывают самым эффективным методом на сегодняшний день — транзитным.

Открыть планету транзитом

Метод транзитов (прохождений по диску) заключается в измерении изменения потока излучения (проще говоря — светимости), приходящего от звезды. Даже невооружённым глазом можно наблюдать транзит, правда, в пределах Солнечной системы. Прохождение по диску Солнца таких тел, как Луна, Венера или Меркурий, — классический пример такого явления.

Транзит Венеры по диску Солнца, наблюдаемое падение блеска

Для обнаружения планеты методом транзитов необходимо, чтобы:

  • орбита системы лежала в плоскости луча зрения наблюдателя;
  • система имела период меньше, чем время наблюдения.

При этом чем меньше различие в размерах планеты и звезды, тем проще зафиксировать транзит в такой системе.

Большую часть планет, открытых транзитным методом, составляют объекты, снятые космическим телескопом «Кеплер». В данный момент около четырёх тысяч кандидатов в экзопланеты, обнаруженные этим телескопом, ожидают своего окончательного подтверждения. И все эти планеты находятся лишь в маленькой области неба, в которую направлен этот телескоп.

Поле зрения телескопа «Кеплер»

Первая планета, транзит которой удалось наблюдать в 2005 году, была открыта ещё в 1999 году методом лучевых скоростей. Она получила имя HD 209458 b, но из-за особенной популярности у учёных ей дали также собственное имя — Осирис. Эта планета делает один оборот вокруг своей звезды солнечного типа всего за 3,5 дня и имеет радиус в 1,4 раза больше, чем Юпитер в Солнечной системе. Масса планеты (0,7 массы Юпитера) была определена методом лучевых скоростей — Осирис вызывает колебания лучевой скорости своей звезды от -84 м/c до +84 м/c.

Такие планеты, как Осирис, относятся к типу «горячих юпитеров». Они близки по массе к Юпитеру, но обращаются на очень близких орбитах к своим звёздам и, следовательно, сильно разогреты. И хотя в Солнечной системе нет планет такого типа, в нашей Галактике «горячих юпитеров» найдено уже несколько сотен. Именно такие планеты открывались первыми — методом транзитов и методом лучевых скоростей наличие больших и близких к звезде планет установить проще. У некоторых «горячих юпитеров» (включая Осирис) частично изучен химических состав и проводится моделирование атмосфер, но, к сожалению, увидеть свет таких объектов — очень сложная задача.

Количество экзопланет, открытых различными методами

Изображения экзопланет

В данный момент существует лишь несколько десятков изображений экзопланет. Чтобы выделить свет от планеты, необходимо «перекрыть» свет от звезды, вокруг которой обращается планета (либо до попадания света на приёмник излучения, либо после — программными методами). Соответственно, легче сфотографировать большую планету, находящуюся в значительном удалении от своей звезды. Причём в инфракрасной области спектра выделить свет экзопланеты рядом со звездой оказывается проще.

Первой планетой, открытой в 2004 году с помощью получения её изображения, является объект с именем 2M1207 b.

Фотография системы 2M1207 в инфракрасном диапазоне. Слева — планета, справа — коричневый карлик

Изображение 2M1207 b — газового гиганта, обращающегося вокруг коричневого карлика 2M1207 (на расстоянии, в 55 раз превышающем расстояние между Солнцем и Землёй), было получено с помощью одного из телескопов системы VLT. Эту же область неба в созвездии Центавра наблюдал телескоп «Хаббл» с целью подтверждения совместного движения компонент. Поток излучения от планеты, которая, возможно, продолжает сжиматься, в этой системе всего в сотню раз меньше, чем поток от карлика 2M1207 (для сравнения, при наблюдении Солнечной системы со стороны ярчайшие планеты будут иметь блеск примерно в миллиард раз слабее, чем Солнце). В конце 2015 года появилась работа, в которой с помощью точных фотометрических наблюдений был установлен период вращения планеты 2M1207 b, который составляет примерно 10 часов.

Первой «сфотографированной» планетной системой стала HR 8799 в созвездии Пегаса.

Планетная система звезды HR 8799. Планеты обозначены буквами b, c, e, d. В центре — артефакты вычитания из изображения света звезды

Планетная система состоит из гигантов, в пять (HR 8799 b) и в семь раз массивнее Юпитера (HR 8799 с, HR 8799 e, HR 8799 d), при этом размер планетной системы близок к размеру Солнечной системы. О получении снимков этой планетной системы с помощью телескопов обсерваторий Кека и Гемини исследователи объявили в 2008 году.

Читайте так же:
Как в Беларуси делают печенье

И что же дальше?

На сегодняшний день среди открытых экзопланет есть те, поверхность которых представляет океан. Найдены газовые гиганты, теряющие свои атмосферы, и хтонические планеты, которые газовую оболочку уже утратили. Обнаружены планеты, на небе которых можно увидеть сразу несколько солнц, и кратные планетные системы возле пульсаров. Есть планеты, обращающиеся вокруг своих звёзд на очень высоких орбитах, и те планеты, которые практически касаются поверхности своего светила. Среди орбит экзопланет встречаются как круговые, так и сильно вытянутые, и всё это — так непохоже на нашу Солнечную систему.

С ростом возможностей наблюдательной техники число планет будет неуклонно расти — в этом нет никаких сомнений. Как и нет сомнений в том, что новые планеты продолжат удивлять исследователей. 20 экзопланет уже признаны максимально похожими на Землю, впрочем, подтвердить такой их статус — дело ещё очень далёкого будущего. Однако всё человечество лелеет одну общую мечту — найти иной мир, который был бы столь же уютен, как наша родная планета. И, конечно же, посетить его когда-нибудь.

Суперземля из созвездия Жертвенника Ученые обнаружили первую «настоящую» планету за пределами Солнечной системы

Выполненной с помощью телескопа Хаббл снимок, который ученые считают первой фотографией экзопланеты. С сайта www.space.com

Группа португальских ученых, работающих в обсерватории Ла Силья в Чили, обнаружила очередную экзопланету, сообщает журнал New Scientist. В самом факте обнаружения планеты за пределами Cолнечной системы нет ничего экстраординарного — на данный момент открыто 120 экзопланет. Однако новая планета выделяется из общего ряда планет вне Солнечной системы тем, что, по мнению исследователей, не является газовым гигантом и имеет твердую поверхность.

ЭКЗОПЛАНЕТА — планета, принадлежащая иной, не Солнечной планетной системе.ПЕРИОД ОБРАЩЕНИЯ — промежуток времени, в течение которого тело Солнечной системы (планета, астероид, комета) совершает полный оборот вокруг Солнца или другого центрального тела (для спутников планет).
АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА (а.е.), единица длины, применяемая в астрономии, равная среднему расстоянию Земли от Солнца; 1 а.е. = 149,6 млн км.
ПАРСЕК — единица длины, применяемая в астрономии. 1 парсек = 206265 а.е. = 3,263 светового года = 3,086 х 10 16 м.
СВЕТОВОЙ ГОД — единица межзвездных расстояний; путь, который свет проходит за год, т.е. 9,46 x 10 12 км.
Мю — масса Юпитера = 1,90 x 10 27 кг

Все обнаруженные до сих пор экзопланеты являются аналогами Юпитера и Сатурна и состоят преимущественно из газа. Масса безымянной пока планеты в 14 раз превышает земную. Она примерно соответствует по размерам Урану, самому компактному из газовых гигантов Солнечной системы. Она вращается вокруг звезды Мю созвездия Жертвенника (Mu Arae) на расстоянии 13 миллионов километров — вдесятеро меньшем, чем от Земли до Солнца, и имеет период обращения 9,5 земных суток.

Тот факт, что новая планета расположена очень близко к своей звезде, позволяет предположить, что вокруг нее не могла сформироваться газовая оболочка. По мнению ученых, температура на планете — 650 градусов по Цельсию — слишком высока для возникновения на ее поверхности любой из известных жизненных форм. Скорее всего, планета представляет собой гигантский аналог Земли или Марса. Ученые уже назвали свою находку Суперземлей.

Поиском экзопланет сейчас занято более 150 астрономов из различных обсерваторий мира, включая самую продуктивную научную группу Джеффри Марси и группу Мишеля Майора. Для выработки терминологии и координации усилий в этой области Международный астрономический союз (МАС) создал рабочую группу по внесолнечным планетам.

Настоящую охоту за экзопланетами планируют развернуть в ближайшие годы NASA и Европейское космическое агентство (ЕКА). Помимо находящегося на орбите телескопа «Хаббл», NASA разрабатывает проект космической обсерватории «Кеплер», специально предназначенной для поиска экзопланет. Запуск «Кеплера» на орбиту запланирован на 2007 год. ЕКА рассчитывает на аппарат «Дарвин», который планируется запустить в 2015 году.

ЭКЗОПЛАНЕТА. Рисунок с сайта www.space.com

В целом, обнаружение первых внесолнечных планетных систем стало одним из крупнейших научных достижений ХХ столетия. Решена важнейшая проблема — Солнечная система не уникальна; формирование планет рядом со звездами — это закономерный этап их эволюции. В то же время становится ясно, что Солнечная система нетипична: ее планеты-гиганты, движущиеся по круговым орбитам вне «зоны жизни» (область умеренных температур вокруг Солнца), позволяют длительное время существовать в этой зоне планетам земного типа, одна из которых — Земля — имеет биосферу. По-видимому, другие планетные системы редко обладают этим качеством.

Нашу планетную систему до сих пор не с чем было сравнить. Теперь ситуация изменилась: практически каждый месяц астрономы открывают новую экзопланету; до сих пор это были планеты-гиганты, теперь обнаружена планета земного типа. Становится возможной классификация и сравнительное изучение планетных систем. Это значительно облегчит отбор жизнеспособных гипотез и построение правильной теории формирования и ранней эволюции планетных систем, в том числе — Солнечной системы.

Читайте так же:
Как делают спиртные напитки (видео)

История открытия экзопланет

ЭДУАРД БАРНАРД

Первые попытки обнаружить экзопланеты связаны с наблюдениями за положением близких звезд. В 1916 году американский астроном Эдуард Барнард (1857-1923) обнаружил, что слабенькая красная звездочка в созвездии Змееносца перемещается по небу относительно других звезд со скоростью, значительно превышающей скорость хаотического движения «обычных» звезд. Астрономы назвали ее Летящей звездой Барнарда. Звезда Барнарда — весьма заурядное светило, поэтому возникло подозрение, что причиной ее наблюдаемого «полета» служит не особенно большая скорость, а просто необычная близость к Солнечной системе.

Масса звезды Барнарда почти в 7 раз меньше массы Солнца, поэтому влияние на нее соседей-планет (если они у нее есть) должно быть весьма заметным. Более полувека, начиная с 1938 года, изучал движение этой звезды американский астроном Питер ван де Камп (1901-1995). Он измерил ее положение на тысячах фотопластинок и заявил, вокруг звезды обращается невидимый спутник. Из расчетов ван де Кампа следовало, что масса спутника должна быть чуть больше массы Юпитера, а радиус его орбиты — 4,4 астрономических единиц.

Англ. pulsars, сокр. от Pulsating Sources of Radioemission пульсирующие источники радиоизлучения, — космические источники импульсного электромагнитного излучения, открыты в 1967 группой британских ученых. Импульсы пульсаров повторяются с периодом от тысячных долей секунды до секунд с высокой точностью. Большинство пульсаров излучает в радиодиапазоне от метровых до сантиметровых волн. Пульсары излучают также в оптическом, рентгеновском и гамма-диапазонах. Кроме радио-пульсаров открыты т. н. пульсары, наблюдающиеся только в рентгеновском или гамма-диапазонах; они имеют периоды от нескольких до сотен секунд.

В начале 1960-х годов это сообщение облетело весь мир. Но не все астрономы согласились с выводами ван де Кампа. Продолжая наблюдения и увеличивая точность измерений, Гейтвуд и его коллеги к 1973 году выяснили, что массивных планет в качестве спутников звезда Барнарда не имеет. Однако эти же работы принесли и новую находку: оказалось, что вокруг пятой от Солнца звезды Лаланд-21185 обращаются две планеты: одна с периодом 30 лет и вторая с периодом 6 лет. Для подтверждения этого открытия наблюдения ведутся до сих пор.

В конце 1980-х годов несколько групп астрономов из разных стран мира создали высокоточные оптические спектрометры и начали систематические измерения скоростей ближайших к Солнцу звезд. Эта работа специально была нацелена на поиск экзопланет и через несколько лет, действительно, увенчалась успехом. Но первыми открыли экзопланету радиоастрономы, причем не одну, а сразу целую планетную систему. Произошло это в ходе исследования радиопульсаров — быстро вращающихся нейтронных звезд, излучающих строго периодические радиоимпульсы. Поскольку пульсары — чрезвычайно стабильные источники, радиоастрономы могут выявлять их движение со скоростью порядка 1 сантиметра в секунду, а значит, обнаруживать рядом с ними планеты с массами в сотни раз меньше, чем у Юпитера.

Первое сообщение в журнале Nature об открытии планетарной системы вокруг пульсара PSR1829-10 (современное обозначение PSR J1830-10) сделала в середине 1991 года группа радиоастрономов Манчестерского университета (М.Бэйлес, А.Лин и С.Шемар), работавших на радиотелескопе в Джодрелл-Бэнк. Они объявили, что вокруг нейтронной звезды, удаленной от Солнца на 3,6 килопарсека, обращается планета в 10 раз массивнее Земли по круговой орбите с периодом 6 месяцев. В 1994 году ученые уточнили, что планет три: с массами 3, 12 и 8 земных и периодами, соответственно, 8, 16 и 33 месяца. Однако до сих пор это открытие не подтверждено независимыми исследованиями и поэтому остается сомнительным.

ДЖЕФФРИ МАРСИ

Первое подтвердившееся открытие внесолнечной планеты сделал польский радиоастроном Алекс Вольцжан, который с помощью 305-метровой антенны в Аресибо изучал радиопульсар PSR 1257+12, удаленный примерно на 1000 световых лет от Солнца и посылающий импульсы через каждые 6,2 миллисекунды. В 1991 году ученый заметил периодическое изменение частоты прихода импульсов. Его американский коллега Дейл Фрейл подтвердил это открытие наблюдениями на другом радиотелескопе. К 1993 году выявилось присутствие рядом с пульсаром PSR 1257+12 трех планет с массами 0,2, 4,3 и 3,6 массы Земли, обращающихся с периодами 25, 67 и 98 суток. В 1996 году появилось сообщение о присутствии в этой системе четвертой планеты с массой Сатурна и периодом обращения около 170 лет.

Та легкость, с которой планеты были найдены у первого пульсара, вдохновила радиоастрономов на анализ сигналов и других пульсаров (их сейчас открыто более 1000). Но поиск оказался почти безрезультатным: лишь еще у одного далекого пульсара (PSR 1620-26) обнаружилась планета-гигант в несколько раз массивнее Юпитера.

Успех Доплер-эффекта

Изменение частоты колебаний или длины волн, воспринимаемых наблюдателем (приёмником колебаний), вследствие движения источника волн и наблюдателя относительно друг друга.

Первую «настоящую» экзопланету обнаружили в 1995 году астрономы Женевской обсерватории Мишель Майор и Дидье Квелоц, построившие оптический спектрометр, определяющий доплеровское смещение линий с точностью до 13 метров в секунду. Любопытно, что американские астрономы под руководством Джеффри Марси создали подобный прибор раньше и в 1987 году приступили к систематическому измерению скоростей нескольких сотен звезд; но им не повезло сделать открытие первыми. В 1994 году Майор и Квелоц приступили к измерению скоростей 142 звезд из числа ближайших к нам и по своим характеристикам похожих на Солнце. Довольно быстро они обнаружили «покачивания» звезды 51 в созвездии Пегаса, удаленной от Солнца на 50 световых лет. Колебания этой звезды происходят с периодом 4,23 суток и, как заключили астрономы, вызваны влиянием планеты с массой 0,47 Мю (для нее уже предложено имя — Эпикур).

Читайте так же:
Как устроена самая мощная АЭС России. Балаковская АЭС

МИШЕЛЬ МАЙОР (СЛЕВА) И ДИДЬЕ КВЕЛОЦ

Это удивительное соседство озадачило ученых: совсем рядом со звездой, как две капли воды похожей на Солнце, с бешеной скоростью мчится планета-гигант, обегая ее всего за четыре дня; расстояние между ними в 20 раз меньше, чем от Земли до Солнца. Астрономы не сразу поверили в это открытие. Ведь обнаруженная планета-гигант из-за ее близости к звезде должна быть нагрета до 1000 градусов по Кельвину. Горячий юпитер? Такого сочетания астрономы не ожидали. Быть может, за колебания звезды была принята пульсация ее атмосферы? Однако дальнейшие наблюдения подтвердили открытие планеты у звезды 51 Пегаса. Затем обнаружились и другие системы, в которых планета-гигант обращается очень близко к своей звезде; термин «горячий юпитер» прочно вошел в обиход.

На данный момент обнаружено 120 экзопланет («горячих юпитеров»). С учетом того, что в нашей галактике 200 миллиардов звезд и по крайней мере у половины из них должны быть планеты, то вероятность обнаружения в ближайшие 10 лет планет, похожих на Землю, довольно высока. Вполне возможно, что первая такая планета и была обнаружена португальскими учеными.

Экзопланета со странной орбитой подтверждает возможность существования еще одной планеты Солнечной системы

Экзопланета HD 106906 b

Экзопланета, вращающаяся вокруг двойной звезды в 336 световых годах от нас, вызвала интерес астрономов, так как ее необычная орбита подобна предполагаемой орбите планеты, которую они ищут, но пока не могут найти в Солнечной системе.

В 2010-е годы астрономы высказали гипотезу, что расположение орбит некоторых небесных тел в поясе Койпера вызвано гравитацией неизвестной крупной планеты, находящейся во внешней области Солнечной системы. Наиболее подробно теорию «Девятой планеты», или «Планеты Икс», изложили в 2016 году Константин Батыгин и Майкл Браун. Согласно их расчетам, эта планета в десять раз тяжелее Земли и находится на расстоянии не менее 200 астрономических единиц от Солнца, а обращается вокруг Солнца с периодом около 15 тысяч лет. Обнаружить эту планету в ходе наблюдений пока не удалось, но астрономы уже выдвинули несколько сценариев ее возникновения.

Существует и альтернативная теория, состоящая в том, что нет одной крупной планеты, а замеченные особенности орбит в поясе Койпера возникают из-за комбинированного гравитационного влияния множества гораздо меньших объектов. Наконец, некоторые исследователи вообще отрицают существование «Планеты Икс» и считают необычные параметры орбит просто статистической аномалией.

Планету со сходными характеристиками обнаружили в другой звездной системе, в созвездии Южный Крест. Она носит название HD 106906 b, а по массе приблизительно равна одиннадцати Юпитерам. Планета была открыта в 2013 году Магеллановыми телескопами в обсерватории Лас-Кампанас в Чили. Но тогда параметры ее орбиты оставались неизвестными. Теперь же их удалось определить с высокой точностью, обратившись к архиву наблюдений космического телескопа «Хаббл» за 14 лет.

Орбита оказалась необычной: HD 106906 b находится очень далеко от своих родительских звезд, как минимум в 730 раз дальше, чем Земля от Солнца. Она очень медленно движется по сильно вытянутой орбите, расположенной за пределами пояса мелких обломков, аналогичного поясу Койпера в Солнечной системе. Причем сам этот пояс имеет асимметричную форму, возможно, из-за гравитационного влияния планеты HD 106906 b.

Предположительно, HD 106906 b возникла гораздо ближе к центру своей планетной системы, но затем сопротивление газового диска привело к ее смещению к внешнему краю, а гравитационные эффекты двойной звездной системы и вовсе могли вытолкнуть ее на эксцентрическую орбиту, почти выбросив в окружающее космическое пространство. Но находившаяся рядом звезда стабилизировала ее орбиту и не позволила покинуть «место рождения».

Используя данные космического телескопа Gaia, авторы исследования проанализировали движение 461 звезды и составили список звезд-кандидатов, которые могли повлиять на HD 106906 b. Наиболее вероятными кандидатурами оказались звезды HIP 59716 и HIP 59721 (возможная слабосвязанная двойная система), которые между 2 и 3 миллионами лет назад прошли в пределах одного парсека (3,3 световых лет) от HD 106906 b.

Подобный сценарий мог бы привести и к тому, что «Планета Икс» в Солнечной системе оказалась далеко за пределами орбит остальных планет и за поясом Койпера. Хотя Солнце не имеет звезды спутника, в роли второго компонента двойной системы, которая выбросила планету на окраину, мог выступить Юпитер, а проходящие звезды могли стабилизировать ее орбиту.

Астрономы нашли первую потенциально обитаемую экзопланету

«Обнаружена потенциально обитаемая планета». «Новая открытая планета может быть реально обитаемой экзопланетой». Такие сенсационные заголовки в четверг будут встречаться каждому, кто захочет ознакомиться с новостями. Повод для этих заголовков дает работа американских «охотников за экзопланетами» (напомним, что экзопланетами называются планеты, которые вращаются вокруг других звезд, а не вокруг Солнца), принятая к печати в Astrophysical Journal. С публикацией, начиная с ночи на четверг по московскому времени, можно ознакомиться на сайте arXiv.org, тогда же в Америке состоялся и специальный брифинг для прессы, посвященный столь важному открытию ученых.

Читайте так же:
Десантная машина морской пехоты США

Прошла буквально пара недель с момента, когда общественность ознакомилась с работой социолога Самюэля Арбесмана и астронома Грегори Лафлина, которые, используя наукометрические методы, попробовали предсказать, когда ученые обнаружат первую экзопланету, пригодную для жизни. По их прогнозу, с вероятностью 50% это должно было произойти в мае будущего года.

Но первое подобное открытие случилось гораздо раньше.

Его авторами стали ученые из Калифорнийского университета в Санта-Крузе и из Института Карнеги в Вашингтоне. Красный карлик Gliese 581, который, если смотреть с Земли, расположен в созвездии Весов на расстоянии 20,5 световых лет, давно привлекает к себе внимание «охотников за экзопланетами». Известно, что среди обнаруженных на данный момент экзопланет большинство являются очень массивными и похожими на «наш» Юпитер. Это объясняется тем, что такие более крупные и массивные планеты просто легче обнаружить. В апреле прошлого года в системе Gliese 581 была найдена планета, которая стала на тот момент самой лёгкой из известных внесолнечных планет, обращающихся вокруг звезд, схожих по параметрам с Солнцем. Планета Gliese 581e (четвертая в той системе) оказалась всего в 1,9 раз более массивной, чем Земля. Эта планета обращалась вокруг своей звезды всего за 3 (земных) дня и 4 часа. Вследствие того, что у неё такая «маленькая» масса и расположена она очень близко к своему центральному светилу, ученые предположили, что она должна быть скалистой (как Земля), а не газовой (как Юпитер, поскольку подобная ему планета моментально бы разрушилась).

Теперь же ученые сообщают об открытии еще двух планет в этой звездной системе. Наибольший интерес представляет открытая шестой по счету планета — Gliese 581g.

Именно ее астрономы называют первой на самом деле пригодной для жизни. И у них есть для этого основания.

Используя свои и архивные данные с телескопа имени Кека, что находится на Гавайских островах, исследователи сделали оценки ряда параметров этой планеты и пришли к выводу, что там может быть атмосфера и существовать вода в жидком виде. Так, ученые установили, что эта планета имеет радиус от 1,2 до 1,5 радиуса Земли, массу от 3,1 до 4,3 массы Земли и период обращения вокруг своей звезды в 36,6 земных суток. Большая полуось эллиптической орбиты этой планеты составляет около 0,146 астрономических единиц (1 астрономическая единица – это среднее расстояние между Землей и Солнцем, которое приблизительно равно 146,9 млн км). Ускорение свободного падения на поверхности этой планеты превышает данный параметр для Земли в 1,1–1,7 раз.

Что касается температурного режима на поверхности Gliese 581g, то он, по оценкам ученых, колеблется от -31 до -12 градусов Цельсия.

И хотя для простого обывателя этот диапазон нельзя назвать иначе, чем морозным, на Земле жизнь существует в гораздо более широком интервале от -70 в Антарктиде до 113 градусов Цельсия в геотермальных источниках, где живут микроорганизмы.

Так как планета находится достаточно близко к своей звезде, есть большая вероятность того, что Gliese 581g вследствие приливных сил все время повернута к своему светилу одной стороной, подобно тому, как Луна все время «смотрит» на Землю только одним своим полушарием.

Тот факт, что меньше чем за 20 лет астрономы прошли путь от открытия первой планеты у других звезд до потенциально обитаемых планет, свидетельствует, по мнению авторов сенсационной работы, о том, что таких планет существует гораздо больше, чем считалось ранее.

И даже наша галактика Млечный Путь, может быть, изобилует потенциально обитаемыми планетами.

По словам Фогта, эту планету было очень трудно обнаружить. «Для этого потребовалось более 200 измерений с точностью измерения, например, скорости 1,6 метра в секунду», — рассказал ученый.

«Наши результаты являются очень убедительными аргументами в пользу того, что мы нашли планету, где может существовать жизнь, — заявил Стивен Фогт, профессор астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в городе Санта-Крус, один из авторов работы. – Тот факт, что мы смогли обнаружить эту планету так быстро и так близко, говорит нам о том, что такие планеты очень распространены. Если бы такие планеты были редкими, мы бы не смогли обнаружить ее столь быстро и так рядом».

По оценкам авторов этой работы, 10–20 процентов звезд имеют планеты, которые могут быть обитаемыми.

Поскольку в нашей галактике находятся сотни миллиардов звезд, то Фогт и коллеги делают вывод, что у десятков миллиардов из них есть потенциально обитаемые планеты. Подтвердить это смогут только лишь дальнейшие поиски экзопланет.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию