Названия планет вне солнечной системы


Мы живём на планете Земля, которая находится в солнечной системе.
В нашей системе 8 планет, вращающихся вокруг звезды под названием Солнца.
Но есть и другие планеты за пределами солнечной системы, которые также вращаются вокруг своей звезды.

Такие планеты называют внесолнечные или экзопланеты.
Обнаружить такие планеты очень сложно и до недавнего времени было практически невозможно. Проблема в том, что очень большие расстояния и они почти не подсвечиваются как звёзды.

Как открывают экзопланеты.

Экзопланеты с греческого означает — вне, снаружи. То есть это практически любые планеты, вращающиеся вокруг звезды. В данный момент их открыто уже около 4 тыс.
и продолжают открывать каждый день.

Но не всегда было так. В 1988 году канадскими астрономами была открыта первая планета, но подтверждена только в 2002 году. Так что принято считать, что первую экзопланету открыл американец польского происхождения в 1991 году.

Экзопланеты открывают различными методами, визуально за ними не наблюдают. Сложно увидеть чёрную кошку в тёмной комнате.


Существуют два основных метода – это метод лучевых скоростей, им открыто около 20% всех планет и метод транзитов, им открыто 75% планет.

Метод лучевых скоростей.

Давайте попробуем понять этот метод. Представите любой удаляющийся от вас объект, расстояние увеличивается. Значит лучевая скорость положительная.

Теперь представьте объект приближается, значит лучевая скорость отрицательное.
Если объект кружит вокруг вас, значит лучевая скорость равна нулю.
Далее, мы предлагаем вам прослушать звук приближающейся и удаляющейся машины.

Что вы услышали? По мере приближения машины увеличивается частота звука, по мере удаления частота уменьшается. Если по-другому, машина догоняет свой же звук и вследствие чего длина волны уменьшается. И наоборот, по мере удаления – длина волны увеличивается. Вот такое явление называется эффект Доплера.

Вот на этой картинке наглядно видно при движении вправо, длина волны уменьшается, в то же время справа увеличивается.

Эффект Доплера


Но что самое интересное такой метод применим не только к звуковым волнам, но и к световым. И изменение длины волны будет сказывается на изменения цвета.
То есть, если приближающийся жёлтый будет казаться зелёным, а удаляющийся жёлтый будет казаться красным.

Но каким образом мы можем применить этот эффект для поиска экзопланет.
Планеты вращаются вокруг звезды, но они также (планеты) воздействуют и на звезду. И звезда с планетарной системой будет то же двигается по своей небольшой орбите.
То есть удаляется и приближается к Земле, что приведёт к изменению цвета звезды.

Современные приборы способны уловить этот спектр и определить наличие планет у данной звезды.
У этого метода есть недостатки, он позволяет находить только массивные планеты и ближние к ним звезды. Но в совместном использовании с методом транзитов получаются хорошие результаты.

Метод транзитов.

Этот метод довольно прост, но самый эффективный на сегодняшний день. А вместе с методом лучевых скоростей даёт хорошие результаты по обнаружению планеты и также даёт сведения о составе атмосферы.

В чем его суть? Это наблюдение за звездой и её фоном, за прохождением планеты.
Как только планета проходит на фоне звезды, приборы фиксируют затемнение. Чтобы убедиться, что это была планета, а неизвестный объект, данное затемнение должно повториться.

У данного метода есть минусы. Главный минус – это очень долго ждать. Наблюдение надо проводить в определённой плоскости.


Типы экзопланет.

Как мы уже и говорили, уже открыто довольно много экзопланет и учёные распределили их по группам.

Горячие Юпитеры.

Это очень большие газовые планеты. Они очень похожи на планету из Солнечной системы Юпитер, но расположены очень близко к звездам.
Когда учёные впервые обнаружили экзопланету, то были этому очень рады. Но дальше радость сменилась растерянностью. Предполагалось, что такие газовые гиганты могут находиться довольно далеко от звезды, но… Думали, что скорее исключение, чем закономерность. Но на сегодняшний день открыто довольно много таких планет.

Пульсарная планета.

Эта планета вращается вокруг пульсара, что вызывает возмущение у данного объекта. Что, кстати, даёт возможность легко обнаружить данную планету.
Если говорить о пульсаре, то это не простая звезда, а остатки от сверхновой и является мощным электромагнитным источником.

Суперземля.

Такой тип планет принято считать, если их масса в 10 раз больше Земли, но меньше газовых гигантов. А также она может быть геологически активней, чем наша планета.

Эксцентрические планеты.

Что же это за экзопланеты? В нашей Солнечной системе практически все планеты имеют равномерную орбиту. Но были обнаружены экзопланеты с довольно вытянутой орбитой, что, конечно, приводит к большим перепадам температур.


Горячие Нептуны.

Уже по названию видно, что это за экзопланеты. Эти планеты имеют массу Нептуна и довольно близко расположены к звезде. К сведению, масса планеты Нептун в 17 раз больше массы нашей планеты. Принято считать, что горячие Нептуны должны превышать массу Земли от 10 до 20 раз.

Планета-океан.

Все смотрели фильм Кевина Костнера «Водный мир». Так вот это не фантастика, такие экзопланеты существуют. Но есть два типа таких планет. Одни расположены далеко от звезды и практически всегда замерзают и другой тип, который расположен достаточно близко к звезде, чтобы не быть замёрзшим.

Хтоническая планета.

Это такой тип планет, которые расположены ооооочень близко к своей звезде. Звезда срывает атмосферу и остаётся одно раскалённое ядро и всё покрыто лавой.

Планета-сирота.

Планеты вращаются вокруг звезды, но есть предположение, что есть планеты, которые блуждают в космическом пространстве сами по себе. Как они образовались? То ли были «изгнаны» из своих систем, либо образовались сами по себе.

Самые невероятные экзопланеты.

Давайте узнаем какие есть известные планеты за пределами солнечной системы. Как мы уже и говорили их открыто довольно много, а сколько ещё предстоит новых открытий.


TrES-2b.

TrES-2b – это газовый гигант по типу горячий Юпитер. TrES-2b очень тёмная планета, практически не отражает свет. Она находится очень близко к звезде и разогревается до 1000 градусов по Цельсию. Что делает TrES-2b такой тёмной? Дело в том, что в такой жаре многие вещества не могут существовать. Но это выяснить пока не удаётся, так как находится TrES-2b в 750 световых лет от Земли. Открыта планета TrES-2b в 2006 году транзитным методом.

TrES-2b.

TrES-4.

TrES-4 – это самая большая планета известная человечеству. Её масса почти в 2 раза больше Юпитера. Также это TrES-4 единственная известная экзопланета в двойной системе. Открыта она в 2006 году астрономами – любителями. Учёные ломают головы, как такая огромная газовая планета может существовать.

COROT-7b.

COROT-7b – это адская планета. COROT-7b относится к типу суперземля. Её масса в полтора раза больше земной. Она очень близко расположена к звезде и вращается вокруг звезды за 20 часов, то есть год там длится меньше земных суток.

WASP-12b.

WASP-12b – это гигантский газовый гигант. Это экзопланета открыта в 2008 году транзитным методом. Это самая горячая планета, температура её поверхности
1500 градусов по Цельсию. Также WASP-12b расположена очень близко к звезде. Год на этой планете длится один земной день.
WASP-12b скоро перестанет существовать, её поглощает её же звезда. Еще каких-то
10 миллионов лет и звезда полностью поглотит эту экзопланету.


WASP-12b.

Kepler-10b.

Kepler-10b – это самая маленькая обнаруженная экзопланета. Относится она к типу суперземель. Она близко расположена к звезде и расстояние до нее 560 световых лет. Открыта она в 2011 году как первая железная планета.

HD 189733b.

HD 189733b – это экзотический голубой газовый гигант. Относится к типу горячих юпитеров. Вращается HD 189733b вокруг жёлтого карлика и расположен в 63 световых годах от Солнца.

Kepler-16b.

Многие из нас смотрели фильм «Звёздные войны». Помните планету Татуин, она вращалась вокруг двойной звезды. Так вот если бы оказаться на экзопланете Kepler-16b, то мы бы увидели, как заходят и всходят два солнца. Первая материнская звезда — это оранжевый карлик, а вторая красный карлик. Вы представляете, как там красиво. Правда, на Kepler-16b очень холодно от -70 до -100 градусов по Цельсию.

PH1.

PH1 – а вот эта планета вращается аж вокруг четырех звёзд. PH1 вращается вокруг двойной звезды, а те, в свою очередь, то же вокруг двойной звезды. Две звезды красные карлики, а две звезды жёлтые карлики. Вот это красота неописуемая. PH1 газовый гигант.

Экзопланеты пригодные для жизни.


Как мы уже писали открыты очень много планет за пределами Солнечной системы.
Но человечество, конечно, интересуют экзопланеты пригодные для жизни человека.
Человек ищет планеты, которые находятся в зоне обитания. Где может существовать вода и воздух. Поиски ведутся, уже найдено много экзопланет пригодных для жизни.

Но, а мы назовём какая ближайшая планета пригодная для жизни. Это планета Тау Кита находится она в созвездии Кита и освещает, и согревает её звезда Альфа Центавра. Расстояние до неё 12 световых лет. По космическим меркам это пустяк, для человечества – это пока непреодолимое расстояние.

Всего вам доброго, думайте, мечтайте о звёздах.

Источник: CosmosPlanet.ru

1. Глизе 581 c — потенциально обитаемая планета

Глизе 581 c — экзопланета в 20 световых годах от Земли (192 триллиона км), расположена в созвездии Весов. Глизе 581 с очень похожа на Землю по своим параметрам и вероятным условиям. В 2008 году ученые впервые зафиксировали сигнал с планеты, который повторяется каждые несколько месяцев и не является следствием космического шума. Также удалось установить, что на планете есть атмосфера и вода.
Названия планет вне солнечной системы


2. J1407b — экзопланета с огромной системой колец

J1407b еще называют Супер Сатурном. Эта экзопланета находится в созвездии Центавр в 434 световых годах от Земли. Она в 20 раз больше Сатурна, и, по всей видимости, является газовым гигантом.
Названия планет вне солнечной системы

3. GJ 1214 b — кругом вода

Первая обнаруженная суперземля у красного карлика, расположена в созвездии Змееносца в 40 световых годах от Земли. Предполагается, что GJ 1214b не имеет суши, а только океаны, которые простираются по всей поверхности.
Названия планет вне солнечной системы

4. Глизе 436 b — экзопланета, бросающая вызов законам физики

Глизе 436 b располагается у звезды Gliese 436, красного карлика, в созвездии Льва. Удалена от Земли на расстояние 33 световых года. Несмотря на температуру порядка 300 градусов по Цельсию и большое давление, Глизе 436 b в основном состоит из воды в твердом состоянии.
Названия планет вне солнечной системы

5. 55 Рака e — алмазная суперземля


Суперземля, расположенная в планетной системе солнцеподобной звезды 55 Рака A, созвездие Рака. Удалена от Земли на расстояние 40 световых лет. 55 Рака e в своем составе содержит большую долю углерода, который в ее недрах образует толстые слои графита и алмаза.
Названия планет вне солнечной системы

6. HAT-P-7 b — дожди из рубинов и сапфиров

Экзопланета в созвездии Лебедя в 1000 световых лет от Земли. HAT-P-7 b относится к классу короткопериодических горячих юпитеров. Планета исключительно горяча, дневная температура составляет приблизительно 2500 °C. Ночью в атмосфере HAT-P-7 b идут дожди, «капли» в которых представляют собой кристаллы рубинов и сапфиров.
Названия планет вне солнечной системы

7. WASP-12 b — экзопланета, поглощаемая своей звездой

Планета является одной из самых горячих транзитных планет, с температурой примерно 1500 °C. Расстояние WASP-12 b до своей звезды составляет менее 0,03 а.е., а год на ней длится всего один земной день. Было обнаружено что эта планета обменивается материей со своей звездой и будет полностью поглощена за 10 млн лет.
Названия планет вне солнечной системы

8. Hd 189733b —

Ярко-голубой газовый гигант в созвездии Лисички, на расстоянии 62 световых лет от Земли. В атмосфере экзопланеты содержится большое количество частиц кремния, которые рассеивают голубой свет. Когда температура повышается (нередко до 900 °C), частицы кремния превращаются в стекло, и начинается дождь из стекла (осколки летят во все стороны со скоростью до 6500 километров в час).
Названия планет вне солнечной системы

9. Psr J1719–1483 B — экзопланета у миллисекундного пульсара


Экзопланета удалена от Земли на 3900 световых лет в направлении созвездия Змеи. PSR J1719−1438 b обращается вокруг нейтронной звезды, диаметр которой всего 19 км, с периодом 2.177 часов на расстоянии немного меньше радиуса Солнца.
Названия планет вне солнечной системы

10. OGLE-2005-BLG-390L b — ледяная пустошь

Экзопланета в созвездии Скорпиона на расстоянии 25000 световых лет от Земли. Масса планеты — 5,5 масс Земли. Ее звезда — красный карлик. Радиус орбиты OGLE-2005-BLG-390L b составляет 2,9 расстояния от Земли до Солнца. Так что на ее поверхности — 220 °C.
Названия планет вне солнечной системы

11. GJ 504 b — розовая экзопланета

Экзопланета (газовый гигант) в созвездии Девы на расстоянии 57 световых лет от Земли. Розовый оттенок, по мнению ученых, обусловлен теплом, выделяемым при ее формировании и небольшим облачным покровом.

Названия планет вне солнечной системы

12. Kepler-10c — суперземля

Зкзопланета в созвездии Дракон, принадлежащая к классу суперземель, в 560 световых годах от Земли. Обращается вокруг желтого карлика Kepler-10. Год на Kepler-10c длится 45 земных дней. Масса экзопланеты в 17 раз больше Земли.
Названия планет вне солнечной системы

13. PSR B1620-26 b — ровесница Вселенной

Экзопланета в двойной системе PSR B1620−26 в созвездии Скорпиона на расстоянии 12400 световых лет от Солнца. PSR B1620−26 b является одной из самых древних из ныне известных экзопланет. По некоторым сведениям, ее возраст составляет около 13 млрд лет.

Названия планет вне солнечной системы

14. TrES-2 b — чернее угля

Самая черная планета из всех известных по состоянию на 2011 год. TrES-2 b оказалась чернее угля. Измерения показали, что черный газовый гигант отражает меньше одного процента падающего извне солнечного света, а температура его атмосферы — более 980 °C.
Названия планет вне солнечной системы

15. Tres-4b — рыхлая планета

Tres-4b удалена от Земли на 1600 световых лет в направлении созвездия Геркулеса. На момент обнаружения она являлась самой большой из известных экзопланет. Tres-4b совершает один оборот вокруг материнской звезды за 3,5 дня, имеет массу 0,917 MJ при радиусе в 1,706 RJ. При плотности около 0,33 грамма на кубический сантиметр, TrES-4 A b является рыхлой планетой.
Названия планет вне солнечной системы

16. HD 106906 — ее появление остается загадкой

Газовый гигант у звезды HD 106906 в созвездии Южного Креста на расстоянии 300 св. лет от Солнца. Экзопланета находится на расстоянии 97 млрд км (650 а. е.) от родительской звезды. Небулярная гипотеза не может объяснить такую удаленность планеты от своего светила. При этом поверхность планеты очень жаркая, составляет 1500 °C.
Названия планет вне солнечной системы

17. 2mass J2126-8140 — экзопланета-беглянка

2mass J2126-8140 — экзопланета на орбите красного карлика TYC 9486-927-1 в созвездии Октанта. Она вращается на рекордном расстоянии от своего светила – триллион километров.
Названия планет вне солнечной системы

18. Kepler-438b — похожа на Землю

Экзопланета у звезды Kepler-438 в созвездии Лира на расстоянии 470 световых лет от Солнца. Эта экзопланета не только очень похожа по своим параметрам на Землю, но и находится в области звездной системы, где условия близки к земным. Kepler-438 b по размерам больше Земли на 12 %.
Названия планет вне солнечной системы

19. Wasp-17b — ретроградное движение

Диаметр WASP-17 b больше диаметра любой известной экзопланеты, а ее масса равна половине массы Юпитера. Это первая обнаруженная экзопланета, которая движется по ретроградной орбите, то есть обращается вокруг звезды в направлении противоположном вращению самой звезды.
Названия планет вне солнечной системы

20. Kepler-78b — океан лавы

Экзопланета, обращающаяся вокруг звезды Kepler-78, в созвездии Лебедя. Ее расстояние до материнской звезды составляет всего 885139 км, а продолжительность оборота составляет всего 8,5 часа. По этой причине освещенная сторона Kepler-78 нагревается до 2030 °C, а сама поверхность планеты представляет собой океан лавы.
Названия планет вне солнечной системы

Источник: klikabol.com

Ранние открытия экзопланет

Хотя официально наличие экзопланет не подтверждали до 1990-х годов, астрономы знали, что они там есть. И это не строилось на фантазиях и сильном желании. Достаточно было посмотреть на медлительность вращения нашей звезды и планет.

Ученые владели главным механизмом – история появления Солнечной системы. Они знали, что существовало газовое и пылевое облако, не выдержавшее давления собственной гравитации и рухнувшее в себя. В момент крушения появилось Солнце и планеты. Сохранение углового момента обеспечило ускорение для будущей звезды. Солнце вмещает 99.8% массы всей системы, а у планет – 96% момента движения. Поэтому исследователи не уставали удивляться медлительности нашей звезды.

Они начали искать исключительно звезды, напоминающие нашу. Но ранние находки в 1992 году неожиданно привели к пульсару (мертвая звезда с быстрой скоростью вращения после взрыва сверхновой) – PSR 1257+12. В 1995 году обнаружился первый мир – 51 Пегаса b. По размеру напоминал Юпитер, но располагался ближе к своей звезде. Это было удивительное и шокирующее открытие. Но прошло 7 лет, и мы нашли новую планету, намекающую на то, что Вселенная богата на миры.

В 1998 году команда из Канады заметила мир образца Юпитер возле Гамма Цефея. Но ее орбитальный путь был намного меньше, чем у Юпитера, и ученые не претендовали на исследование находки.

Методы регистрации экзопланет

Астрофизик Сергей Попов о транзитных планетах, явлении гравитационного линзирования и телескопе Gaia:

Бум на данные экзопланет

Первые открытые экзопланеты представляли собою газовых гигантов (как Юпитер). Тогда ученые использовали методику лучевых скоростей. Она вычисляла уровень «раскачивания» звезды. Этот эффект создавался, если рядом с ней были планеты. Крупные экземпляры имеют большую массивность, а потому их присутствие обнаружить проще.

Перед тем как вступить в активное исследование экзопланет, земные инструменты умели измерять движение звезд до км/с. Это слишком слабо, чтобы уловить колебание, вызванное планетой. Сейчас существует более тысячи найденных миров, обнаруженных космическим телескопом Кеплер. Оказался на орбите в 2009 году и охотился 4 года. Он вышел на новую методику – «транзит». То есть, измеряет уровень уменьшения яркости звезды в момент, когда перед ней появляется планета и затеняет. Ниже показана схема, где сопоставляются методы поиска и количество открытых экзопланет.

Количество экзопланет, открытых разными способами

Количество экзопланет, открытых разными способами

Кеплер показал, что существует множество различных объектов и предоставил богатый список экзопланет. Были не только подобные Юпитеру, но и миры земного типа. Отсюда появилось новое направление поиска – «суперземли» (по размеру колеблются от Земли к Нептуну).

В 2014 году появилась еще одна техника – «тест на множественность», способный ускорять процесс подтверждения кандидатуры в экзопланету. Базируется на орбитальной устойчивости. Большинство звездных транзитов связаны с наличием на орбите малых планет. Но многократно затмевающие звезды могли имитировать этот эффект и выгонять друг друга гравитацией из системы.

Земные приборы активно работают над поиском. У нас есть MOST и TESS НАСА, CHEOPS (Швейцария) и спектрограф HARPS. Не стоит забывать о телескопе Спитцер. Он идеален тем, что настроен на инфракрасный диапазон и способен вычислять экзопланеты по температуре и даже характеризовать атмосферные показатели. Ниже представлен список экзопланет, пригодных для жизни.

Известные экзопланеты

Мы располагаем двумя тысячами планет за пределами Солнечной системы, поэтому сложно выбрать несколько примеров. Конечно, выделяются небольшие и расположенные в зоне обитания. Но стоит вспомнить еще 5 объектов, способствующих нашему пониманию эволюционного планетарного пути.

51 Пегаса b – первая найденная планета, обладающая половиной массы Юпитера. Ее орбитальный путь приравнивается к маршруту Меркурия. Удаленность от звезды мала, поэтому находится в заблокированном состоянии (одна сторона всегда повернута к звезде).

55 Рака e – суперземля возле звезды, чья яркость позволяет наблюдать ее невооруженным глазом. Это очень хорошо, так как дает ученым возможность исследовать детали чужой системы. На один орбитальный проход уходит 17 часов и 41 минута. Объект может обладать алмазным ядром и большим количеством углерода.

WASP-33b – интересная планета с заметной защитной оболочкой. Речь идет о стратосфере, впитывающей видимое и ультрафиолетовое свечение звезды. Ее нашли в 2011 году. Орбитальное движение противоположно звездному, что создает ощутимые вибрации.

HD 209458 b – первая, которую удалось найти при помощи звездного транзита в 1999 году. Она также стала первой, у которой выявили атмосферную характеристику вместе с температурными показателями и отсутствием облачных формирований.

HD 80606 b – считалась самой необычной планетой из-за странностей в орбите (будто проход кометы Галлея вокруг нашей звезды). Скорее всего, на это влияет еще одна звезда. Нашли в 2001 году. Изучите список экзопланет земного типа с указанием звезды-хозяина и расстояния от Солнца.

Список ближайших экзопланет земного типа

Внутреннее строение экзопланет

Астрофизик Сергей Попов о веществах планетарных недр, типах экзопланет и зависимости плотности от размера:


Атмосферы экзопланет

Астрофизик Сергей Попов о способах изучения атмосферы, структуре внешних слоев газовой оболочки планет и горячих юпитерах:


Зона обитаемости

Астрофизик Сергей Попов о параметрах зоны обитаемости, парниковом эффекте и перспективах поиска жизни на экзопланетах:

Как искать экзопланеты?

Как удается найти мир, по размеру напоминающий нашу планету, если он скрывается за десятками световых лет? И насколько сложно отыскать экзопланету земного типа с потенциалом для жизни? Вся грандиозность поставленной проблемы становится понятнее, если вспомнить, что крупные звезды кажутся всего лишь небольшими яркими точками. Некоторые даже в мощные телескопы не удается разглядеть.

Планеты достигают лишь небольшой части от звездной массы. Из-за этого ядерный синтез не активируется. В таком случае миры очень крошечные и темные, что еще больше усложняет работу исследователей. Приплюсуйте к этому и тот момент, что планеты обнаруживаются рядом с яркими звездами, часто закрывающие их своим свечением.

Но для ученых нет ничего невозможного и они всегда находят обходные пути. Если планету нельзя увидеть в прямое наблюдение, то остаются приметные звезды, которые влияют на орбитальный путь планеты. В начале 20-го века астрономы выявили конкретные критерии поиска, но только в последнее время телескопы достигли нужной чувствительности, чтобы применить их на практике и не ошибаться. Какие же есть методы? Перечислим их:

  1. Радиальная скорость
  2. Транзитная фотометрия
  3. Микролинзирование
  4. Астрометрия
  5. Прямое наблюдение

С развитием техники ученым удается открывать все больше экзопланет, чье количество начинает исчисляться уже тысячами. Именно поэтому важно уметь группировать объекты, чтобы разбираться в характеристиках. Но у нас до сих пор мало информации о далеких планетах, поэтому само определение остается неточным.

Современные методы изучения экзопланет

Астрофизик Сергей Попов об открытии экзопланет, астрономическом спутнике «Кеплер» и спектральных измерениях


Спутники экзопланет

Астрофизик Сергей Попов об образовании Луны, методах регистрации спутников и потенциальной обитаемости экзолун:

Что собою представляет планета?

Давайте разберемся в том, что такое планета. В 2006 году вышел документ Международного астрономического союза (МАС), в котором говорилось, что объект для планетарного статуса должен соответствовать нескольким критериям:

  • совершает обороты вокруг Солнца;
  • обладает необходимой массой, чтобы закрепить круглую форму;
  • устранил мусор и чужеродные объекты с орбиты;

Эти условия появились только после того, как Майк Браун обратил внимание на несколько миров на окраине Солнечной системы. По размеру они напоминали Плутон. Пришлось пересмотреть определение и Плутон автоматически перенесли в категорию карликовых планет.

Важно отметить, что это решение не восприняли с энтузиазмом и одобрением. За Плутон заступались не только ученые, но и простые люди. Особенно сильно протестовал Алан Стерн. Он был главным исследователем миссии «Новые горизонты», посетившей Плутон в 2015 году. Он много раз заявлял, что «устранить чужеродные объекты» – слишком расплывчатое требование. Ведь на Земной орбите есть астероиды. Да и фото продемонстрировали сложный и интересный мир, на котором видны горы, замороженные озера и прочие планетарные атрибуты.

Но в МАС отказались что-то менять и сказали, что карликовые планеты представляют такой же научный интерес. Они также упомянули такие крупные тела, как Харон и Тритон, на которых заметно много интересных особенностей.

В 2017 году Стерн и несколько других ученых предложили более усовершенствованное определение: «Планета – субзвездный массивный объект, лишенный ядерного синтеза и обладающий достаточной собственной гравитацией, чтобы сформировать сфероид».

Первую экзопланету заметили в 1992 году недалеко от PSR B1257+12 (пульсар). А вот планету у звезды главной последовательности (51 Пегаса b) обнаружили в 1995 году. С того момента телескопу Кеплер удалось отыскать тысячи «земных» планет и проживающих в зоне обитаемости (есть необходимые условия для того, чтобы вода сохранялась в виде жидкости).

Но он также выявил широкое разнообразие планет. Например, были распространены горячие юпитеры. Некоторые были невероятно древние. Достаточно вспомнить PSR 1620-26 b, которая уступает по возрасту Вселенной всего на миллиард лет. Есть те, кому не повезло проживать чересчур близко к звезде, и их атмосфера напоминает ад на Венере. Были найдены экземпляры, которым удается совершать обороты вокруг двух или даже трех звезд сразу.

Конечно, становится понятно, что при таком планетарном разнообразии очень сложно следовать единой системе классификации. Прежде всего исследователи учитывают предрасположенность к наличию жизни. Такие числятся в списке обитаемых экзопланет.

Вот только для этого нужно знать два параметра: массу и орбиту. К сожалению, современная техника все еще не обладает необходимой мощностью, чтобы изучать чужие атмосферы, если только объект не расположен близко и недостаточно крупный. Но все может измениться с появлением в 2018 году телескопа Джеймс Уэбб.

Многообразие планет

Астрофизик Сергей Попов о газовых и ледяных гигантах, системах двойных звезд и одиночных планетах:

Классификация экзопланет

Какие существуют типы экзопланет и что собою представляет классификация? Наверное, самая популярная та, которой пользовались в «Звездном Пути»: населенная планета – класс М. Следуя этой схеме, имеем:

  • D – планетоид или спутник, лишенный атмосферы.
  • H – непригодная для жизни.
  • J – газовый гигант.
  • К – есть жизнь или используются купольные камеры.
  • L – есть растительность, но нет животных.
  • M – наземная.
  • N – серная.
  • R – изгой.
  • T – газовый гигант.
  • Y – токсичная атмосфера и высокий температурный показатель.

Если взять научные схемы, то для распределения используют массу или разнообразие элементов. Массу получают на основе наблюдений в телескоп. Ее вычисляют по лучевой скорости, улавливаемой спектрографами. В таком случае, классификация выглядит так:

Малые планеты, спутники и кометы:

  • астероид: меньше 0.00001 земной массы.
  • меркурианский тип: от 0.00001 до 0.1 земной массы.

Земная группа (скалистые):

  • субтерран: 0.1-0.5 земной массы.
  • терран (земли): 0.5-2 земных масс.
  • супертерран: 2-10 земных масс.

Газовые гиганты:

  • Нептун: 10-50 земных масс.
  • Юпитер: 50-5000 земных масс.

Эволюция экзопланет

Астрофизик Сергей Попов об изменениях орбит планет, сверхземле в Солнечной системе и превращении звезды в красного гиганта:


Современные методы изучения экзопланет

Астрофизик Сергей Попов об открытии экзопланет, астрономическом спутнике «Кеплер» и спектральных измерениях:


Будущее экзопланетных исследований

Астрофизик Сергей Попов о поиске жизни на экзопланетах, международных космических проектах и наземных телескопах нового поколения
:

Источник: v-kosmose.com

Уникальная система?

Стоит только примириться с мыслью о том, что планеты в космосе встречаются не реже звезд, как перед нами возникает новое открытие — поразительное разнообразие их параметров. «Мы всегда питали надежду на то, что планет в космосе много, — говорит Лафлин. — И оказалось, что это действительно так. Но найденные нами экзопланеты разительно отличаются от планет Солнечной системы».

Правообладатель иллюстрации Johan Swanepoel Alamy
Image caption Астероиды исчезли из внутренних районов Солнечной системы

При помощи орбитальной обсерватории «Кеплер» астрономам удалось обнаружить тысячи экзопланет самых разнообразных составов и размеров. Оказывается, существуют совсем миниатюрные планетные системы, сравнимые по размерам с Юпитером и четырьмя из крупнейших его спутников. В других системах плоскость обращения планет находится под большим углом к плоскости вращения звезд. Некоторые планеты обращаются вокруг двух звезд сразу — наподобие планеты Татуин с двумя солнцами из фильма «Звездные войны».

В нашей Солнечной системе есть два типа планет — маленькие каменистые и крупные газообразные. Но астрономы пришли к выводу, что большинство экзопланет не вписывается ни в одну из этих категорий. По размерам они, чаще всего, представляют собой нечто среднее: меньше Нептуна, но крупнее Земли.

Самые маленькие из обнаруженных экзопланет могут быть каменистыми – их иногда называют сверхземлями (не совсем корректный термин, поскольку сверхземля вовсе необязательно схожа с Землей — это всего лишь планета чуть большего размера). Более крупные экзопланеты, известные как горячие нептуны, в основном состоят из газов.

Удивительно то, что многие из этих планет находятся на очень малом удалении от своих звезд — меньшем, чем расстояние между Меркурием и Солнцем. В 2009 г., когда астрономы впервые обнаружили такие близкие к звезде орбиты, большинство ученых были настроены скептически. «Это казалось совершенно невероятным, люди просто не могли поверить, что такое бывает», — говорит Лафлин. Однако впоследствии при помощи обсерватории «Кеплер», запущенной в том же году, удалось подтвердить, что такой феномен не просто существует, а и весьма распространен. По всей видимости, в нашей Галактике суперземли вращаются на близких к звездам орбитах чуть ли не половине случаев.

Правообладатель иллюстрации NASA
Image caption Юпитер и одна из его лун

В этом, говорит Лафлин, заключается одно из самых важных отличий Солнечной системы: «Внутри орбиты Меркурия (между Меркурием и Солнцем – Ред.) нет вообще ничего. Даже астероидов».

Еще одна странность Солнечной системы — это Юпитер. Крупные экзопланеты встречаются не так часто, и по большей части они обращаются по орбитам, сравнимым с земной или венерианской. Только примерно у двух процентов изученных звезд есть планеты размером с Юпитер на орбитах, сравнимых с юпитерианской.

«Полное отсутствие каких-либо небесных тел внутри орбиты Меркурия и массивный Юпитер на значительном удалении от Солнца — вот те два фактора, которые отличают Солнечную систему», — отмечает Лафлин.

Никто точно не знает почему это так, но у Лафлина есть одна сложная теория — он считает, что Юпитер в свое время «блуждал» по Солнечной системе, уничтожая нарождающиеся планеты и, в конечном итоге, создав условия для формирования Земли.

Блуждающий Юпитер

Планеты рождаются вслед за своими звездами. Звезда возникает при схлопывании газового облака в плотный шар. Из остатков газа и пыли вокруг нее формируется диск, который затем и превращается в отдельные планеты.

Раньше астрономы полагали, что планеты Солнечной системы сформировались на своих нынешних орбитах. В непосредственной близости от горячей молодой звезды газ и лед находиться не могли — единственными возможными «строительными материалами» в этом регионе должны были быть силикаты и металлы, поэтому там и сформировались относительно небольшие твердые планеты. Вдали же от Солнца из газов и льдов возникли газовые гиганты, известные нам сегодня.

Правообладатель иллюстрации SPL
Image caption Горячие юпитеры могли мигрировать ближе к своим звездам, а потом снова отдаляться от них

Однако в процессе поиска экзопланет астрономы обнаружили газовые гиганты, обращающиеся чрезвычайно близко к своим звездам – и это притом, что температуры на таких орбитах были бы слишком высокими для возникновения этих планет. Ученые пришли к выводу, что такие горячие юпитеры, вероятно, постепенно мигрировали ближе к своим звездам. Более того, планетарная миграция может быть весьма распространенным явлением — не исключено, что газовые гиганты Солнечной системы тоже в прошлом меняли свои орбиты.

«Раньше мы считали, что гигантские планеты находятся на своих нынешних орбитах с момента возникновения. Это был наш основополагающий постулат», — говорит Кевин Уолш, планетолог из Юго-западного научно-исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо. Теперь же, по его словам, этого постулата больше не существует.

Уолш — сторонник гипотезы большого отклонения (Grand Tack hypothesis), названной так в честь зигзагообразного маневра в парусном спорте. Согласно ей, Юпитер начал менять орбиту в ранний период истории Солнечной системы, причем сначала планета приближалась к Солнцу, а затем начала удаляться от светила — подобно лавирующей яхте.

В соответствии с этой гипотезой, первоначальная орбита Юпитера была несколько уже нынешней — планета сформировалась на расстоянии примерно в три астрономические единицы от Солнца (одна астрономическая единица соответствует среднему расстоянию между Солнцем и Землей). В то время Солнечной системе было всего несколько миллионов лет — детский возраст в масштабах Вселенной, — и она все еще была наполнена газом.

По мере обращения Юпитера вокруг Солнца газ с внешней стороны орбиты поддталкивал планету ближе к светилу. Когда же за пределами юпитерианской орбиты сформировался Сатурн, это привело к возмущению газового поля, и центростремительное движение Юпитера прекратилось на расстоянии примерно в полторы астрономические единицы от Солнца.

Правообладатель иллюстрации NASA
Image caption Возможно, формирование Сатурна остановило процесс миграции Юпитера

После этого на Юпитер начали оказывать давление газы с внутренней стороны его орбиты, отталкивая планету во внешние регионы Солнечной системы. Поскольку с внешней стороны орбиты давить на Юпитер было уже нечему, он отдрейфовал на свою нынешнюю орбиту на расстоянии в 5,2 астрономической единицы от Солнца.

Предложенная гипотеза пришлась по душе планетологам, поскольку объясняла многие ранее непонятные феномены Солнечной системы. Благодаря «зигзагам» Юпитера регионы Солнечной системы, лежащие далее 1 астрономической единицы от Солнца, очистились от газа — по мнению астрономов, это являлось необходимым условием для формирования Марса. В рамках предыдущих моделей возникновения Солнечной системы выходило, что Марс должен быть крупнее, чем он есть на самом деле , но в гипотезу большого отклонения реальный диаметр планеты как раз вписывается.

Гипотеза также предполагает возникновение пояса астероидов, очень сходного с тем, что мы наблюдаем в Солнечной системе, — со сходными массами, орбитами и составом небесных тел. Хотя новая модель не раскрывает причины возникновения Юпитера (ответа на этот вопрос пока ни у кого нет), она объясняет, каким образом планета оказалась на своей нынешней относительно далекой от светила орбите.

Лафлин признает, что гипотеза большого отклонения представляется излишне заумной и даже несколько маловероятной. «Она вызывает определенный скептицизм; я сам поначалу относился к ней скептически, и в какой-то степени до сих пор в ней сомневаюсь», — говорит ученый. Но, учитывая успех, которым пользуется эта модель, Лафлин и его коллега-планетолог Константин Батыгин из Калифорнийского технологического института в Пасадене решили ее развить. «Давайте на время оставим наше недоверие, — говорит Лафлин. — Отнесемся к гипотезе серьезно и спросим себя, к каким последствиям могла привести миграция Юпитера».

Уничтоженные в зародыше

Оказывается, что последствия могли быть самыми серьезными. Согласно результатам компьютерных симуляций, Юпитер, добравшись до внутренних регионов Солнечной системы, начал крушить все на своем пути. Эти регионы были заполнены газом, пылью и наполовину сформировавшимися планетами — так называемыми планетезималями диаметром до 1000 км. По мере продвижения к Солнцу Юпитер пролагал дорогу сквозь весь этот материал, запуская цепочку столкновений между планетезималями, которые разбивались друг о друга вдребезги. Обломки нерожденных планет, каждый размером примерно с километр, были настолько легкими, что окружающий газ отталкивал их прямо в горнило Солнца.

Правообладатель иллюстрации Lynette Cook SPL
Image caption Некоторые суперземли могут быть похожи на планеты Солнечной системы

Учитывая преобладание суперземель среди обнаруженных экзопланет, велика вероятность, что и в Солнечной системе одновременно с планетезималями могло формироваться несколько таких тел. Однако вследствие блужданий Юпитера между этими суперземлями и нарождающимися планетами происходил гравитационный взаимозахват. Когда осколки планетезималей направились к Солнцу, за ними последовали и суперземли.

После того как Юпитер вернулся во внешние регионы Солнечной системы, из оставшегося после него космического мусора сформировались Земля и другие небольшие каменистые планеты. Из-за хаоса, посеянного Юпитером, у формировавшихся планет вблизи Солнца не было шанса на спасение — именно поэтому внутри орбиты Меркурия сейчас нет никаких небесных тел. Если бы не Юпитер, вместо Земли и других каменистых планет внутренние регионы Солнечной системы были бы сейчас заполнены суперземлями.

По крайней мере — в теории. Мы имеем дело с очень стройной теорией, объясняющей необычность Солнечной системы захватывающей цепью событий. Если так все и произошло на самом деле, нечто подобное, вероятно, могло случиться и с другими планетными системами. Таким образом, согласно этой гипотезе, либо в звездной системе должны присутствовать суперземли, либо же планеты, подобные Юпитеру.

Пока данные космических исследований подтверждают верность гипотезы большого отклонения. «Предварительные результаты выглядят очень хорошо, — говорит Лафлин. — В звездных системах, в которых имеются суперземли, гигантские планеты на далеких от звезды орбитах не обнаружены».

Правообладатель иллюстрации NASA SPL
Image caption Мозаичное изображение Меркурия, составленное из отдельных снимков его поверхности

Чтобы удостовериться в этом, астрономам придется ждать по крайней мере до 2017 г., когда НАСА планирует запустить космический телескоп TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). TESS будет искать планеты, обращающиеся вокруг ближайших к Солнцу звезд, яркость которых достаточна велика для проведения точных измерений, необходимых астрономам.

И все же Лафлин не спешит объяснять строение Солнечной системы одной лишь гипотезой большого отклонения: «Пока что мы просто узнали, что Солнечная система необычна. И гипотеза — просто одна из попыток найти этой необычности рациональное объяснение. Я уверен, что в будущем появятся другие теории, звучащие не менее убедительно».

Не такая уж редкость?

Насколько же необычна Солнечная система? «Судя по тем данным, которыми мы располагаем, системы, подобные Солнечной, встречаются нечасто», — говорит Уолш. С другой стороны, по его словам, еще рано делать окончательные выводы, поскольку поиск экзопланет только начинается.

Правообладатель иллюстрации NASA
Image caption Обнаружение крупных экзопланет на далеких от их звезды орбитах требует длительных наблюдений

Тому, что до сих пор астрономам удалось обнаружить лишь несколько экзопланет, похожих на планеты Солнечной системы, есть свое объяснение. «Системы, сходные с нашей, труднее найти при помощи существующих методов обнаружения экзопланет, — говорит Джим Кастинг, планетолог из Университета штата Пенсильвания. — Из того, что мы пока не нашли много систем, похожих на Солнечную, не следует, что они не распространены».

В частности, экзопланеты диаметром меньше земного пока еще находятся вне пределов чувствительности телескопов. Даже TESS не будет способен обнаружить планеты размером с Землю на сходных с земной орбитах вокруг звезд солнечного типа.

Да и задача обнаружения более крупных планет, схожих с газовыми гигантами Солнечной системы, потребует длительных наблюдений. Один из наиболее широко применяемых методов обнаружения экзопланет (он используется в работе «Кеплер» и будет применяться в работе TESS) — метод транзитной фотометрии, при котором по ослаблению блеска звезды во время прохождения планеты на фоне ее диска можно определить параметры планеты. Периоды обращения планет с отдаленными от светила орбитами очень велики (период обращения Сатурна, например, составляет 29 лет), так что астрономам придется ждать несколько десятилетий, прежде чем они смогут обнаружить такой транзит.

Однако в случае с суперземлями на орбитах поуже меркурианской, да и с суперземлями вообще, собранных данных уже достаточно для того, чтобы сделать определенные выводы. «Нам известно, что такие планеты весьма распространены», — говорит Лафлин. Астрономы также знают, что газовые гиганты на орбитах, подобных юпитерианской, встречаются не так часто. А звезды солнечного типа составляют лишь 10% от всех звезд Галактики. Так что по крайней мере в этом смысле Солнечная система довольно редка.

Правообладатель иллюстрации B.A.E. Inc. Alamy
Image caption Вероятно, Млечный Путь насчитывает сотни миллиардов планет

Разумеется, «редкость» в данном случае — субъективный термин. По некоторым оценкам, у одной пятой всех звезд солнечного типа в Галактике есть планетные системы, схожие с нашей. Это всего пара процентов от всех звезд Млечного Пути — казалось бы, ничтожно малая величина, но следует помнить, что в Галактике насчитываются сотни миллиардов планетных систем. Один процент от этого числа все равно равен десяткам миллиардов систем, похожих на Солнечную.

«Я бы очень удивился, если бы Солнечная система действительно оказалась уникальной, — говорит Джек Лиссауэр, планетолог из Исследовательского центра Эймса в Калифорнии. — При таком количестве звезд даже один их процент не дает повода назвать это редкостью».

Закон больших чисел

Возможно ли в других звездных системах существование похожих на Землю планет, на которых могла бы зародиться жизнь? Это еще более сложный вопрос. «У нас нет доказательств распространенности планет с условиями, похожими на земные, — говорит Лафлин. — Доказательств тому, что жизнь во Вселенной распространена, не имеется».

Но Лиссауэр верит в закон больших чисел: «Я думаю, что похожие на Землю планеты, на которых могла бы зародиться и развиваться жизнь, существуют».

Правообладатель иллюстрации NASA
Image caption Более привычный нам мир на знакомой с детства планете…

Кастинг разделяет его оптимизм: «Я не думаю, что Солнечная система уникальна. Скорее всего, существуют другие планетные системы, не особо отличающиеся от нашей. Разумеется, достоверно мы этого не знаем, вот почему нам нужно строить телескопы и проводить наблюдения».

И тогда вместо необычности мы, возможно, обнаружим что-то очень знакомое.

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Earth.

Источник: www.bbc.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.