Поиск экзопланет


  • Home
  • »

  • Астрономия
  • »

  • Небесные тела
  • »

  • Экзопланета

Экзоплане́той принято называть космическое тело, которое «обитает» вне Солнечной системы и, соответственно, обращается вокруг другой звезды. Такие объекты, как правило, достаточно тусклы и имеют относительно малые габариты. Именно поэтому обнаружить их удалось недавно — в 1980 году с помощью усовершенствованных технических приборов и методов. Ученые и по сей день продолжают изучение экзопланет в отдаленных звездных системах.

Экзопланета фотоСегодня науке известно о существовании 1821 подобных объектов, 1135 из которых относятся к планетным системам. Необходимо отметить, что число объектов, подходящих под параметры экзопланеты, намного больше. После окончания миссии «Кеплер» ученые насчитали только 2750 таких тел. Но для того, чтобы удостовериться, что данные объекты относятся именно к экзопланетам, нужны дополнительные исследования с задействованием наземных машин.


Число экзопланет, находящихся в нашей галактике, может достигать 100 млрд, из которых 5-20% могут оказаться подобны Земле. Также известно, что около трети всех солцеподобных звезд имеют уже сформированные землеподобные объекты.

Следует отметить, что большая часть известных экзопланет были открыты не при помощи визуального наблюдения, а благодаря применению различных методик детектирования. Пока подавляющее количество открытых планет относятся к газовым гигантам. Но ученые убеждены, что говорить о том, что во Млечном Пути преимущественно преобладают объекты, схожие с Юпитером, еще слишком рано. И этому существует простое объяснение: недостаток эффективных методов исследования. Ведь заметить массивный короткопериодичный объект намного легче, чем тело, обладающее меньшими размерами.

История открытий

По общепринятому мнению, первым, кто заявил о возможности нахождения планет в других звездных системах, стал капитан Джейкоб — астроном Мадрасской обсерватории, еще в середине 19 века. Уже в те времена существовала версия о том, что в бинарной системе 70 Змееносца «обитает» планета.
В конце этого же столетия американский ученый Томас Д.Д. Си в той же системе обнаружил движущееся тусклое тело. Тогда даже удалось вычислить период его обращения — 36 лет. Но новые расчеты, произведенные Ф.Р. Мультоном, опровергли убеждения Си. Сегодня ученые также ставят под сомнение нахождения планетных тел в зоне системы 70 Змееносца.


При первых попытках поиска планет, входящих в отдаленные звездные системы, использовались данные о положении ближайших светил. В 1916 году Эдуарду Барнарду удалось вычислить некую «красную звездочку», перемещавшуюся по небосводу с большей скоростью, чем другие светила. Данный объект был наречен «Летящая звезда Барнарда».

В действительности она и оказалась самой приближенной к Солнцу светилом. Её масса почти в 7 раз меньше нашей звезды. Ученые предположили, что, если в её системе всё же находятся планеты, это непременно должно было бы оказывать на «красную звездочку» ощутимое влияние. В середине 20 века Питером Ван де Кампом было заявлено об открытии объекта, подобного Юпитеру. Но всего через десяток лет Дж. Гейвудом было доказано, что звезда Барнарда передвигается без каких-либо замедлений или колебаний. Это означало, что вероятность нахождения около нее крупногабаритных тел практически нулевая.

В конце 80-х 20 века ученые во всем мире стали измерять скорости движения ближайших к Солнцу звёзд, производя отдельный поиск экзопланет, задействовав при этом усовершенствованные спектрометры.

Одно из первых серьезных открытий внесолнечной планеты принадлежит канадским ученым Б. Кэмпбеллу, С. Янгу и Г. Уолкеру. Тогда, в 1988 году, исследователи выявили планету, находящуюся под «покровительством» субгиганта Гамма Цефея А. Но правдивость находки подтвердили только к 2002 году.


Сразу после этого открытия ученые сумели «увидеть» сверхмассивную планету вблизи звезды HD 114762 A. Также, как в первом случае, статус планеты объект приобрел намного позже — лишь к 1999 году.

Поиск экзопланетВпервые экзопланеты обнаружили вблизи нейтронного гиганта PSR 1257+12. Автором этого открытия стал Александр Вольшчан. Данные объекты причислили к категории «вторичных», ввиду того, что звездная система, к которой они принадлежат, сформировалась вследствие взрыва сверхновой.

В 1995 году французскими учеными — Мишелем Майором и Дидье Кело, были зафиксированы колебания, исходящие из области 51 Пегаса. Данные покачивания тела были взяты во внимание в ходе работы с мощным сверхточным спектрометром. Оказалось, что причиной этих покачиваний является обращающаяся в зоне звезды планета, напоминающая Юпитер, которая также находится на относительно близкой дистанции от своего «солнца». В кругу ученых-астрономов такие объекты называют «горячими юпитерами».

Чуть позже, применяя метод Доплера, заключающийся в произведении замеров звездной лучевой скорости, было открыто более 100 экзопланет.

В середине 2004 года в звездной системе μ Жертвенника впервые была замечена планета — горячий нептун. Выяснилось, что полный оборот вокруг своего светила данный объект совершает за 9,5 суток, и находится от него на 0,09 а.е. Средняя температура на поверхности планеты равна +626 °C. Размеры горячего нептуна в 14 раз превосходят габариты Земли.


Поиск экзопланетПервую планету, подобную нашей, выявили в области солцеподобной звезды Глизе 876 . Масса найденного объекта превосходила массу Земли почти в 14 раз.
В 2004 году ученым впервые удалось получить снимок объекта, претендующего на звание экзопланты, которая обитала в системе коричневого карлика 2M1207.

В 2008 году ученые сумели получить фото-снимок единой планетной системы, где было изображено сразу 3 объекта, находящихся под «покровительством» HR 8799, которая принадлежит к крупному созвездию Пегаса. Данная планетная система является первой, которую удалось обнаружить вблизи горячей белой звезды.
В этом же году астрономам посчастливилось «поймать» планету Фомальгаут b, движущуюся вокруг светила Фомальгаут.
В 2011 году, анализируя снимки телескопа Кеплер, ученые обнаружили суперземлю, находящуюся в области Kepler-22 b.

Спустя несколько дней вблизи звезды Кеплер-20 астрономы впервые зафиксировали экзопланеты с габаритами, идентичными Земле.

В начале 2012 года американские астрофизики обнаружили еще одну экзопланету — GJ 1214 b с водой на поверхности, и периодом обращения 38 часов вокруг своей оси. По подсчетам ученых, температура вещества в верхних слоях «находки» составляет около 230 °C.

Методы и инструменты изучения экзопланет

Астрономические спутники


  • COROT (ЕКА — специальная машина, ведущая наблюдения с орбиты Земли. Ее работа основывается на изучении кривых блеска множества светил в тот момент, когда перед ними проходят иные объекты — планеты. Эта машина была запущена 8 лет назад. Ученые надеялись благодаря ей совершить интригующие открытия — найти суперземли. В итоге к 2010 году в ходе осуществления миссии COROT было открыто 7 экзопланет и 1 звезда, относящаяся к коричневым карликам.
  • «Кеплер» (НАСА) — внеземная машина с системой Шмидта, способная одновременно вести наблюдения за 100 тыс. звезд. Она была запущена в 2009 году. Во время работы с устройством ученые надеялись зафиксировать 600 новых планет, размеры которых превышают земные в 2-2,2 раза. Планируемый срок работы «Кеплера» изначально ограничивался 3,5 годами. Затем ученые решили продлить его пребывание к космосе до 2016 года. Но уже в 2013 году основные системы машины пришли в негодность. Известно, что к 2012 году ему удалось открыть 132 экзопленеты, а также выявить около 2750 серьезных кандидатов в планеты, находящихся вблизи удаленных светил.

Наземные обсерватории

Ведущие исследования, произведенные транзитным методом

  • SuperWASP — одна из наилучших наземных машин, которая помогла обнаружить порядка 70 экзопланет, используя транзитный метод наблюдения. В систему SuperWASP включено 2 обсерватории.
  • Проект HATNet — система, состоящая из 6 так называемых «автоматов» — телескопов с достаточно широким полем охвата, расположенных в Аризонской и Гавайской обсерваториях. С помощью этих машин стало известно еще о 33 экзопланетах.

Передовые наблюдения при помощи лучевых скоростей (доплеровские)

  • HARPS — спектрограф, прикрепленный к одной из машин Чилийской обсерватории, наблюдения которой основываются на методе лучевых скоростей.
  • Обсерватория Кека — крупная обсерватория, состоящая их пары мощнейших зеркальных телескопов. Диаметр каждого из трех зеркал устройства достигает 10 метров.

Другие запланированные миссии:

  • Gaia — новая космическая обсерватория. Главная цель ее запуска — создание 3D карты Млечного пути. Также с помощью Gaia ученые надеются обнаружить еще примерно 10 тыс. экзопланет.

Проекты в работе:

  • TESS — находится в стадии разработки. Проект будет реализован к 2017 году.

  • EChO — ведется теоретическая проработка всех деталей проекта. При «согласии» ЕКА запуск планируется на 2022 год.
  • ATLAST — ведется усиленная работа над проектом. Запуск ожидают только после 2025 года.

Поиск экзопланетПомимо скорой реализации космических миссий, ученые также планируют заняться совершенствованием наземных инструментов. Например, на корпус строящегося Европейского чрезвычайно большого телескопа будет «посажен» прибор, который даст возможность изучать атмосферу экзопланет.

Наиболее распространенные методы обнаружения экзопланет в нашей Галактике

1. Метод Доплера — один из самых популярных методов, суть которого заключается в расчете радиальной скорости светила. Благодаря данному способу также могут фиксироваться планеты величиной, превосходящей в несколько раз величину нашей планеты. Наблюдаемые планеты-гиганты обычно располагаются относительно близко к своему светилу. Обращаясь вокруг звезды, они раскачивают ее. Именно такие изменения в смещении спектра звезды и можно обнаружить при помощи метода Доплера. Также он позволяет производить точный расчет амплитуды колебаний скорости непосредственно для пары — «звезда-планета», массу наблюдаемого объекта, эксцентриситет и период обращения. С активным использованием данного метода в поиске и обнаружении тел такого типа, ученые смогли зарегистрировать более 600 новых планет.


2. Транзитный метод заключается в определении момента, когда планета будет пересекать диск звезды. Первым признаком того, что какое-либо тело проходит через диск светила, является ослабление ее светимости. Для определения размеров и плотности планет, транзитный метод исследования как правило сочетают с методом Доплера. Следует отметить, что данным способом возможно зафиксировать лишь те объекты, обриты которых принадлежат к одной плоскости, что и точка наблюдения. Благодаря транзитному методу удалось открыть около 185 планет.

3. Метод гравитационного микролинзирования. Он заключается в выборе третьего объекта — звезды, выступающей в качестве линзы, которая будет фокусировать своим гравитационным полем свечение того светила и ее системы. Если вокруг «линзы» обращаются планеты, то об этом будет свидетельствовать появившаяся асимметричная кривая блеска и, вероятно, будет замечено отсутствие ахроматичности. Нужно отметить, что в применении на практике данный метод имеет достаточно ограничений. Таким способом было обнаружено только 13 планет.

4 Астронометрический метод. Его суть — отслеживание изменений собственного движения светила под воздействием гравитации планеты. Прибегая к этому методу исследования, ученые смогли установить более точные массы многих экзопленет. Например, Эпсилона Эридана b.


5. Радионаблюдение пульсаров. В случае, если в их системах существуют планеты, то это достаточно просто распознать по излучаемому сигналу. Он будет носить осциллирующий характер. Потоки излучения огромной мощности будут образовывать в пространстве конические поверхности. И, если на одной из них окажется, к примеру, Земля, то ее излучение будет немедленно зарегистрировано. С применением данного метода было найдено еще 5 планет.

6 Прямое наблюдение. Данный метод заключается в получении прямых изображений экзопланет, подавляя яркость светила. Данный способ наиболее эффективен при наблюдениях за горячими и удаленными от своих звезд планетами.

В ближайшем будущем телескоп Джеймса Вебба сможет напрямую «выходить» на экзопланеты и подробно изучать их атмосферы.

Номенклатура

Название экзопланеты состоит из двух частей. Первая часть — это название звезды, к системе которой она принадлежит. Вторая часть названия — латинская строчная буква. Самая первая открытая планета, «закрепленная» за той или иной звездной системой, будет называться планетой «b», следующая — «с», затем «d». Буква «а» в наименованиях планет не фигурирует, так как этот символ подразумевает само светило. Необходимо сделать акцент на то, что названия планетам даются не по мере их приближенности к звезде. То есть, объект «с» может находиться на меньшем расстоянии от центра системы, нежели объект «b».


В названиях экзопланет также существуют и исключения. Еще до обнаружения звездной системы 51 Пегаса, названия экзопланет звучали по-другому. Одним из первых объектов, обнаруженных вблизи пульсара PSR 1257+12 были даны названия с прописными буквами. Например, PSR 1257+12 B. Более того, сразу после нахождения новой планеты, расположенной на меньшей дистанции от звезды, ей давалось название PSR 1257+12 A вместо D.

Вскоре все старые названия были изменены на новые, которые соответствуют более поздним правилам наименования.

Не секрет, что многие экзопланеты также имеют свои «прозвища». Например у планеты 51 Пегаса b существует второе имя — «Беллерофонт». По мнению ученых присваивание экзопланетам личных имен считается неэффективным.

Свойства экзопланет

Планеты существует примерно у 10% светил. Их количество также растет с обнаружением новых, более эффективных способов их исследования и совершенствованием техники.

Первые открытые планеты принадлежали к виду планет-гигантов. Это связано с тем, что в прошлом объекты меньших габаритов обнаружить было гораздо труднее, нежели сегодня. В наше время современная техника позволяет фиксировать тела, схожие по массовым показателям с Нептуном. Около 200 экзопланет, обнаруженных в ходе работы телескопа Кеплер, имеют примерно такую же массу , что и Земля, а размеры 680 таких объектов схожи с размерами суперземель. Планет с массовыми показателями, как у Нептуна на данный момент насчитывается более 1000, а юпитерских более 200.

Ученые отмечают выраженную зависимость наличия планет-гигантов в системе от процентного соотношения тяжелых металлов в составе звезды. Системы, включающие в себя планеты данной группы, чаще всего относятся к системам со звездами солнечного типа. У Красных карликов количество таких планет намного меньше. Недавние наблюдения, проводимые с задействованием метода гравитационного микролинзирования, указывают на то, что в известных на сегодняшний день системах преобладают планеты массой, подобной Урану и Нептуну.

Ученым удалось вычислить диаметр большинства обнаруженных планет, что позволило рассчитать их плотность, и положило начало новых теорий, связанных с наличием массивных ядер, которые состоят из тяжелых металлов. Тристану Гийо в сотрудничестве с европейской группой ученых удалось установить, что при сопоставлении плотности объектов с процентным содержанием тяжелых элементов в их звездах, существует определенная закономерность. Планеты, рождающиеся в звездных системах, подобных Солнцу, преимущественно имеют некрупные ядра, чего нельзя сказать об объектах, сформировавшихся у звезд с наибольшей концентрацией металлов.

Поиск экзопланетУченые выяснили, что у экзопланет с внутренним содержанием, состоящим из нескольких слоев ( ядра, коры и мантии) имеется способность высвобождать тепло, которое могло бы активно участвовать в создании и сохранении оптимальных условий для существования на них живых существ.

Планета, которая по большинству параметров схожа с Землей, была обнаружена в 2009 году. Температура поверхности Глизе 581 c находится в диапазоне от 0 до 40 °C. Данный факт дает возможность предположить, что здесь может находиться вода, или даже существует жизнь.

Некоторые планетные системы

Ипсилон Андромеды d — планета, относящаяся к категории газовых гигантов, содержащих водный пар — облака. Одной из самых популярных тем, связанных с экзопланеторологией, является вопрос о реальном существовании у гигантских газовых планет больших спутников. До настоящего времени ученым не удалось обнаружить ни один объект, походящий на «луну» экзопланеты-гиганта.
51 Пегаса — звезда подобная Солнцу — первое обнаруженное светило, в системе которой ученые нашли экзопланету.

υАндромеды — одна из первых звезд, в области которой удалось обнаружить сразу несколько экзопланет

Тау Кита — самая близкая с Солнцу звезда, где было зафиксировано вращение сразу пяти планет, но это открытие пока ожидает подтверждения.

εЭридана — одно из самых близких от Солнца звезд, которую также можно увидеть невооруженным глазом.

55 Рака — здесь было открыто 5 планет. Одну из них астрономы определили, как горячую суперземлю, которая оказалась в 2 раза больше Земного шара.
γЦефея — одна из первых бинарных звездных структур, где была найдена экзопланета.

Gliese876 относится к виду светил, именуемых красными карликами. Оно стало первым из звезд такого типа, где было найдено несколько планет.

HD209458 — звезда, в области которой обращается одна из интереснейших космических «находок» ученых — «испаряющаяся планета» HD 209458 b.

KOI-961, KOI-961 d и KOI-961 b — планеты, обитающие вблизи звезды KOI-961, относящейся к красным карликам. Размер радиусов «находок» также приближен к размерам радуса Земли.
OGLE-235/MOA-53 — экзопланета, впервые найденная в ходе испытания метода гравитационного линзирования.

μЖертвенника. Оказалось, что в данной системе содержится одна из самых «легких» экзопланет, предположительно относящихся к телам земной группы.
PSR1257+12 — пульсар , в котором существует уникальная система планет, впервые найденная за пределами нашей звездной системы. Примерная масса одного из ее объектов равен 0,025 от общей массы Земли.

HD188753 — еще один уникальный космический «комплекс», состоящий из трех звезд. Большой неожиданностью для ученых стало обнаружение в этой области планеты HD188753Ab

HD189733 — звездная система, где обитает планета HD189733b.- первая в истории астрономии экзопланета, к которой ученые сделали карту температур.

HD85512b, Глизе 581 c, Kepler-22 b, Глизе 581 d — уникальные экзопланеты вне Солнечной системы, которые по многим параметрам схожи с Землей.

WASP-17 b — планета, вращающаяся в противоположную сторону вращения своего светила.

Глизе 581 g — планета, на которой, вероятно, существует вода в жидком виде.

COROT-7 b — одна из первых выявленных суперземель, зафиксированных при использовании транзитного метода. Ее размеры превосходят земные примерно в 1,5 раза.

OGLE-TR-56 — звезда, обнаруженная учеными, применявшими транзитный метод.

HD10180 — звезда, вблизи которой удалось зафиксировать группу с наибольшим количеством планет. На сегодня их насчитывается 9.

Kepler-10 b — самая плотная планета (8,8 г/см³).

Kepler-11 — светило, входящее в созвездие Лебедя, где также обнаружили 6 планет.

WASP-19 b — планета с периодом обращения 19 часов вокруг своей оси, что соответствует около 0, 788 нашим суткам.

GJ1214b — единственная известная нам планета-океан.

KOI-961 d— одна из самых мелкогабаритных удаленных планет

WASP-33 b — самая нагретая экзопланета. Ее температура составляет 3200 °C.

GJ1214b и WASP-43 b — обладатели самых «сжатых» орбит.GJ1214b — среди планет земной группы, а WASP-43 b — среди раскаленных юпитеров.

KIC6185331b и KIC10905746b — первые планеты, открытые не профессионалами, а «любителями».

Kepler-20 f и Kepler-20 e — одни из известных экзопланет, размеры которых очень близки к размерам Земли.

KOI-961, KOI-961 d и KOI-961 b — планеты, обращающиеся вблизи звезды KOI-961, относящейся к красным карликам. Размер их радиусов также приближен к размерам радиуса Земли.

 HD37605c — впервые обнаруженный в 2012 году так называемый «холодный юпитер».

47 Большой Медведицы — звезда, содержащая 3 холодных юпитера — и 47 Большой Медведицы d, 47 Большой Медведицы c и 47 Большой Медведицы b

GD66b — первая газовая планета, состоящая по большей части из гелия.

WASP-12 b — планета, в области которой, вероятно, имеется экзолуна.

HIP11952c и HIP11952b — планеты, найдены в системе HIP11952. Они считаются самыми старыми. Их возраст составляет примерно 12,8 млрд лет.

Альфа Центавра Bb — пожалуй, самая близкая к нам экзопланета.

GU Рыбы b — планета, которая «держится» на рекордной дистанции от своей звезды (300 млрд км)

Последствия обнаружения экзопланет

Обнаружение новых экзопланет стало настоящим прорывом в астрономии. Данные открытия помогли сделать ученым важные выводы. Например, констатировать факт о том, что планетные системы — одно их самых распространенных систем в космосе.

К сожалению, на сегодняшний день еще не существует общепризнанной теории об образование планет. Но, получив определенную статистику, в скором будущем по этой теме должны прояснится новые важные детали.

Выяснилось, что большинство звездных систем, содержащих планеты, сильно отличаются от нашей. Ученые объясняют это селективностью применяемых способов исследования. Ведь намного проще обнаружить короткопериодичные крупные планеты, чем более мелкие, подобные Земле. Выявление планет подобных нашей сегодня можно осуществлять исключительно транзитным методом.

«Закрытие» экзопланет

Подробное исследование звезды WASP-9 при задействовании спектрометра HARPS, помогло утвердить в нем следы другого звездного спектра. А это означает, что существование экзопланеты WASP-9 b полностью опровергнуто.

Источник: astro-azbuka.ru

  1. Непосредственное наблюдение. Этот метод пока в перспективе, для современных телескопов заметить какой-либо объект, расположенный у светила, практически невозможно: оно затмевает его своим ярким светом. Сами же планеты являются тёмными объектами, испускающие лишь отражённый свет. К тому же, угловые расстояния планет чрезвычайно малы. Но уже проектируются приборы, – звёздные коронографы, – которые будут затемнять свечение звезды.
  2. Измеренная яркость звёзд. Наблюдатель может понять, есть ли у звезды спутники, по изменению её яркости. Планета, проходя на фоне звезды, затмевает её свечение. Если параметры звезды и планеты 10:1, то яркость уменьшится на 1%. Однако, тот метод недостаточно эффективен — его использование подразумевает, что плоскость искомой планеты должна быть точно ориентирована на наблюдателя, то есть, на Землю.
  3. Фиксация положения звезды. Каждая планета не только притягивается своим светилом, но и притягивает его сама. Конечно, это влияние мало, но всё же вызывает смещение звезды, и она описывает некую орбиту. Параметры орбиты зависят от пропорции масс объектов. Эти величины малы, но астрономы уже научились их регистрировать.
  4. Определение скорости звёзд. Звезда, испытывая притяжение своего сателлита, перемещается по своей, малой орбите, со скоростью, что и планета вокруг него. Используя эффект Доплера, можно вычислить скорость приближения или удаления звезды к наблюдателю. Спектральный анализ позволяет отследить такие изменения.
  5. Гравитационное микролинзирование. Для применения данного метода необходимо наличие между наблюдателем и исследуемым объектом ещё одной звезды. Она своим гравитационным полем способна отклонить свет наблюдаемой звезды (получается своего рода линза). Если звезда-линза обладает планетами, то выявляется асимметрия её блеска.
  6. Наблюдения пульсаров. Применяя радионаблюдения этих объектов, можно по специфическому характеру излучаемого сигнала определить наличие планет у пульсара. 

    Источник: light-science.ru

    Экзопланета – это вне солнечная планета вращающаяся вокруг своей звезды. С момента первого обнаружения их в конце 1980-х г. таких планет на сегодня было обнаружено более 4000, но многие из них являются не подтвержденными. Согласно официальным данным на 21 марта 2016 года было достоверно подтверждено присутствие в 1341 солнечных системах 2097 различных планет данного типа.

    Содержание:

    1.  Вступление.
    2.  История открытия экзопланет.
    3.  Современные методы обнаружения экзопланет в других звездных системах.
    4.  Типы экзопланет обнаруженные астрономами.
    5.  Какие инструменты применяют для обнаружения экзопланет.
    6.  Некоторые планетные системы с экзопланетами.

    Вступление

    Долгое время было затруднительно обнаружить такие планеты, т.к. они слишком малы и невидны на таком огромном межзвездном расстоянии. К примеру, до ближайшей звезды нужно лететь четыре с половиной года со скоростью света. Все такие планеты были обнаружены только в Млечном пути на различных расстояниях. Самая ближайшая из них является Альфа Центавра B b, примерное удаление от нас 4,36 световых года. Большинство обнаруженных экзопланет похожи на газовые гиганты Юпитер и Нептун.

    По мнению многих ученых, общее количество таких планет в нашей галактике Млечный путь может достигать примерно 100 миллиардов, а до 20 миллиардов таких планет можно отнести к классу «землеподобных». Существует мнение, что около 34 % всех солнецеподобных звезд могут иметь землеподобные планеты в обитаемой зоне. Самая большая вероятность обнаружить обитаемую планету это, поиски вблизи коричневых карликов. Такие погасшие звезды самые старые в нашей галактике, их возраст может достигать до 14 миллиардов лет, а планеты в этих солнечных системах намного древнее нашей Земли.

    Интересное: Ученые подсчитали, сколько планет во Вселенной.

    История открытия экзопланет

    История открытия экзопланет.
    Первым в истории сообщением о существовании некоего небесного тела у другой звезды, был астроном Мадрасской обсерватории, капитан В.С.Джейкоб. Сделанные им записи в 1855 году сообщали, что есть высокая вероятность существования космического тела размером с планету в системе 70 Змееносца (двойная система). Позднее в 1890 году Томас Дж. Си, астроном из Чикагского университета подтвердил догадку Джейкоба. Он сообщил, что двойная система 70 Змееносца имеет некий невидимый спутник звезды, с периодом обращения в 36 лет. Однако проведенные расчеты астрофизика Ф.Р.Мультона опровергают наличия экзопланеты в данной системе и по состоянию на 2014 год они не опровергались.
    В 1916 году астроном Эдуард Барнард обнаружил звезду, которая представляла собой быстро смещающуюся красную точку на звездном небе. Эта небольшая звезда имеет массу меньшую, чем Солнце в 7 раз. Исходя их этого в 1960-х годах, астроном Питер Ван де Камп попытался вычислить у «Летящей звезды Барнарда» ее спутник. Он сообщил, что звезда имеет свой спутник с массой как у Юпитера. Новые расчеты Дж. Гейтвуда в 1973 году опровергли наличия у этой звезды своих массивных планет.
    Благодаря развитию науки в 1980 годах астрономы стали применять новые методы для обнаружения потенциальных экзопланет. В частности поиски начали с применением высокоточных спектрометров и новых научных методов.

    В 1989 году сверхмассивная планета (или коричневый карлик) была найдена Д. Латамом около звезды HD 114762 A. Однако её планетный статус был подтверждён только в 1999 году.

    Авторское представление о транзите планеты GJ 1214b перед своей звездой

    Первые потонциальные к жизни планеты — Драугр и Полтергейст — были обнаружены у нейтронной звезды Лич (PSR 1257+12), их открыл астроном Александр Вольшчан в 1991 году. Эти планеты были признаны вторичными, возникшими уже после взрыва сверхновой.

    В 1995 году астрономы Мишель Майор (Michel Mayor) и Дидье Келос (Didier Queloz) с помощью сверхточного спектрометра обнаружили покачивание звезды Гельвеций (51 Пегаса) с периодом 4,23 сут. Планета Димидий, вызывающая покачивания, напоминает Юпитер, но находится в непосредственной близости от светила. В среде астрономов планеты этого типа называют «горячими юпитерами».

    В дальнейшем путём измерения лучевой скорости звёзд и поиска их периодического доплеровского изменения (метод Доплера) было обнаружено несколько сотен экзопланет.

    В августе 2004 года в системе звезды Сервантес (μ Жертвенника) была обнаружена первая планета — горячий нептун Кихот. Она обращается вокруг светила за 9,55 суток, на расстоянии 0,09 а. е., температура на поверхности ~ 900 K (+626 °C), масса ~ 14 масс Земли.

    Первая сверхземля, обращающаяся вокруг нормальной звезды (а не пульсара), была обнаружена в 2005 году около звезды Глизе 876. Её масса — 7,5 масс Земли.

    В 2004 году было получено первое изображение (в инфракрасных лучах) кандидата в экзопланеты у коричневого карлика 2M1207.

    13 ноября 2008 года впервые удалось получить изображение сразу целой планетной системы — снимок трёх планет, обращающихся вокруг звезды HR 8799 в созвездии Пегаса. Это первая планетная система, открытая у горячей белой звезды раннего спектрального класса (А5). Все открытые ранее планетные системы (за исключением планет у пульсаров) были обнаружены вокруг звёзд более поздних классов (F-M).

    13 ноября 2008 года также впервые удалось обнаружить планету Дагон вокруг звезды Фомальгаут путём прямых наблюдений.

    В 2011 году Дэвид Беннетт из Университета Нотр-Дам (Индиана, США) объявил на основе наблюдений 2006—2007 годов на 1,8-метровом телескопе Университетской обсерватории Маунт-Джон в Новой Зеландии об открытии с помощью метода микролинзирования 10 одиночных юпитероподобных планет. Правда, две из них могут быть высокоорбитальными спутниками ближайших к ним звёзд.

    В сентябре 2011 года было объявлено об открытии двух подобных планет KIC 10905746 b и KIC 6185331 b любителями астрономии в рамках проекта Planet Hunters, предназначенного для анализа данных собранных телескопом «Кеплер». При этом упоминалось о 10 кандидатах в планеты, но на тот момент только два из них с достаточной степенью уверенности определялись учёными как экзопланеты. Планеты были найдены добровольными участниками проекта среди данных, которые профессиональные астрономы по тем или иным причинам отсеяли и если бы не помощь добровольцев, то эти планеты вероятно остались бы неоткрытыми.

    5 декабря 2011 года телескопом Кеплер была обнаружена первая сверхземля в обитаемой зоне — Kepler-22 b.

    20 декабря 2011 года телескопом Кеплер у звезды Кеплер-20 были обнаружены первые экзопланеты размером с Землю и меньше — Kepler-20 e (радиусом 0,87 земного и массой от 0,39 до 1,67 масс Земли) и Kepler-20 f (0,045 массы Юпитера и 1,03 радиуса Земли).

    22 февраля 2012 года учёные из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики на расстоянии 40 световых лет от Земли открыли первую суперземлю, предположительно являющуюся планетой-океаном — GJ 1214 b. Последние данные транзитных проходов позволяют судить о наличии у GJ 1214 b протяжённой водородно-гелиевой атмосферы, низком уровне метана и слое облаков на уровне давления 0,5 бар, что не соответствует свойствам атмосферы с устойчивым доминированием водяных паров. Период обращения планеты вокруг звезды — красного карлика — 38 часов, расстояние составляет около 2 миллионов километров. Температура на поверхности планеты составляет примерно 230 °C. В 2015 году была обнаружена новая планета, похожая на молодой Юпитер.

    Современные методы обнаружения экзопланет в других звездных системах

    Современные методы обнаружения экзопланет «Популярная механика»
    Фото «Популярная механика», нажмите для увеличения.

    1. Метод Доплера — спектрометрический, стал самым распространенным методом для обнаружения потенциальных экзопланет оп массе в несколько масс Земли находящихся радом от звезды и планеты газовые-гиганты, с периодом обращения до 10 лет. Метод заключается в вычислении радиальной скорости звезды. Планета, когда вращается вокруг своей звезды, как бы раскачивает ее, смещая ее спектр (Доплеровское смещение спектра звезды). Данным методом удалось обнаружить на 2011 год 647 планет.

    Метод Доплера экзопланеты
    2. Метод транзитного прохождения — этот метод заключается в наблюдении за изменением яркости звезды в момент прохождения на ее фоне планеты. Данный метод требует долгого наблюдения за звездой и если транзит был зафиксирован, то требуется неоднократное его подтверждение. Плюсом такого метода является определение размеров планеты, состав и наличие атмосферы (с применением спектрографа). Минусом данного метода является возможность увидеть планету только если она находится в одной плоскости при наблюдении. На 2011 год было обнаружено 185 потенциальных планет.

    Метод транзитного прохождения
    3. Метод гравитационного микролинзирования. При вычислении подобных объектов требуется, что бы между предполагаемой планетой и наблюдателем на Земле находилась другая звезда (играющая роль линзы). В том случае, если у звезды-линзы есть спутники планеты, то наблюдается асимметричная кривая блеска. Этот метод применяется крайне редко, но при его помощи можно вычислить планеты с Земной массой.
    На 2011 год данным методом вычислили 13 планет.

    Метод гравитационного микролинзирования
    4. Астрометрический метод предполагает изменение пространственного движения звезды под воздействием гравитационного потенциала планеты. В основном этим методом производится уточнение массы и размер ранее обнаруженной экзопланеты, в частности были уточнены размеры Эпсилона Эридана b.

    Астрометрический метод
    5. Радионаблюдение пульсаров. Крайне сложный метод обнаружения планет Земной группы, он заключается в измерении направленных пучков энергии излучаемых от пульсара. Если вокруг пульсара вращается некая планета, то излучаемый сигнал, имеет особенный осциллирующий характер. На 2010 год обнаружили 5 планет у двух пульсаров.

    Радионаблюдение пульсаров.
    6. Прямое наблюдение. Данным методом можно вычислить планеты удаленные от своей звезды на расстоянии от 10 до 100 астрономических единиц. Удаленный планеты достаточно горячи поэтому изображение тяготеет к выбору звёзд. Ярким примером обнаружения стала планетарная система HR 8799. Ученые из NASA предполагают, что «Космический телескоп имени Джеймса Уэбба» с 6,5 метровым зеркалом сможет напрямую распознавать экзолпнеты и наличие у них атмосферы.

    Типы экзопланет обнаруженных астрономами

    Горячий Юпитер

    Горячий Юпитер

    Благодаря огромным размерам, такие газовые гиганты проще обнаружить у далеких звезд современными методами.

    Первая планета газовый гигант «Горячий Юпитер», стала 51 Пегаса. Находится она в планетарной системе со спокойной звездой в 50 световых годах от Земли.

    Пульсарная планета

    Пульсарная планета

    Первую планету, вращающуюся вокруг пульсара PRS B1257+12, обнаружили в 1994 году с помощью радиотелескопа с расстояния в 800 световых лет от Земли. Пульсар это не простая звезда, а быстровращающийся стробоскоп, образовавшийся после взрыва сверхновой. Предполагается, что зарождение жизни на таких планетах крайне мала т.к. экзопланеты находятся в зоне крайне высоких энергий излучаемых пульсаром.

    Суперземля

    Суперземля

    Данные типы планет имею массу до 10 масс Земли. Первой такой обнаруженной планетой, стала пара планет возле звезды PSR B1257+12.

    Предполагается, что планета Суперземля имеет чрезвычайно тектоническую активность. Астрономы из Гарвард-Смитсонсково университета разрабатывают теорию, что на таких планетах тонкие тектонические плиты.

    Эксцентрические планеты

    Эксцентрические планеты.

    Солнечная система довольно четко сбалансирована. Планеты в ней вращаются по ровным орбитам. Обнаруженные эксцентрические странные планеты не вращаются по ровному кругу вокруг звезды. Их орбита то приближается к звезде, то удаляется.

    Горячие Нептуны

    Горячие Нептуны

    Такие планеты имеют массу от 10 до 20 от массы Земли, то есть как Нептун или Уран. В отличии от «Холодного Нептуна» горячий Нептун находится ближе к звезде.

    Планета Океан

    Планета Океан

    Такие планеты могут быть двух типов. Планета с жидкой водой покрытая полностью или почти полностью.

    Вторым вариантом может быть планета океан как «Горячий Нептун» но расположенная ближе к звезде. Такое расположение не дает воде заледенеть. Толщина водяного слоя может достигать пару тысяч километров.

    Хтоническая планета

    Хтоническая планета

    Такие планеты очень близко расположены к своим звездам, покрыты они раскаленным камнем и лавой. На их поверхностях происходит настоящий Ад. К примеру, обнаруженная планета Corot-7b ближе на 23 раза к звезде, чем наш Меркурий.

    Планета-сирота.

    Планета-сирота

    В основном планеты привязаны гравитацией к звездам, но есть теория, что под действием неких процессов или столкновений, планета может оторваться от своей  звезды, и пустится в свободное плавание.

    Настоящим кладом для астрономов стал поиск обитаемых планет. Благодаря современной аппаратуре, ученые обнаружили ряд звездных систем с планетами похожими на Солнечную систему. К примеру звезда 55 Рака имеет 5 подтвержденных экзопланет, а удалена от нас на расстояние всего в 41 световой год.

    Какие инструменты применяются для обнаружения подобных планет

    В космосе.

    Кеплер – космический телескоп, диаметр зеркала 0,95 м. Задача одновременно отслеживать 100 звезд;

    кеплер телескоп

    COROT – специализированный космический телескоп с зеркалом 0,3 м. Задача следить за отблесками звезд Метод Доплера;

    COROT телескоп

    Gaia – космическая обсерватория. Введена в эксплуатацию в 2013 году для построения 3-х мерной карты галактики Млечный путь, предполагается работа по поиску обитаемых планет;

    teleskop-Gaia_500x350

    Некоторые планетные системы с экзопланетами

    • 51 Пегаса— первая солнцеподобная звезда главной последовательности, у которой была обнаружена экзопланета.
    • υ Андромеды— первая звезда главной последовательности, у которой была обнаружена многопланетная система.
    • Тау Кита— ближайшая из обнаруженных многопланетных систем (пять планет, открытие пока не подтверждено).
    • ε Эридана— не считая Солнца, это третье светило из ближайших звёзд с планетой, видимое без телескопа.
    • 55 Рака— на текущий момент у неё известно 5 планет, одна из которых — 55 Рака e, транзитная горячая суперземля размером 2 земных.
    • μ Жертвенника— имеет одну из самых маломассивных известных планет Мю Жертвенника c, возможно, принадлежащую к планетам земной группы.
    • γ Цефея— первая относительно тесная двойная звезда, у одной из компонентов которой была открыта планета Гамма Цефея A b.
    • Глизе 876— первый красный карлик, у которого была обнаружена планетная система.
    • HD 209458— содержит одну из самых примечательных планет — HD 209458 b («Осирис») — «испаряющуюся планету».
    • OGLE-TR-56— первая звезда, планета которой была открыта транзитным методом.
    • OGLE-235/MOA-53— первая экзопланета, обнаруженная благодаря эффекту гравитационного микролинзирования.
    • 2M1207— вероятно, первое полученное изображение экстрасолнечной планетной системы.
    • PSR 1257+12— пульсар, планетная система которого была первой из обнаруженных за пределами Солнечной системы. Одна из планет, предположительно, имеет массу всего в 0,025 земной.
    • HD 188753— первая тройная звёздная система, в которой была открыта планета (HD 188753 A b).
    • HD 189733— впервые в истории изучения экзопланет была составлена карта температур поверхности для планеты HD 189733 A b.
    • Глизе 581 c,Глизе 581 d, HD 85512 b и Kepler-22 b — из известных в настоящее время открытых планет, они достаточно схожи с Землёй.
    • KOI-961 d— наименьшая по массе (достоверной) из известных на данный момент (октябрь 2012), (<0,9 массы Земли).
    • WASP-17 b— первая обнаруженная планета, которая вращается вокруг звезды в направлении, противоположном вращению самой звезды.
    • COROT-7 b— первая суперземля (февраль 2009), обнаруженная транзитным методом и имеющая размер 1,58 размера Земли.
    • GJ 1214 b— первая планета-океан (теоретически).
    • HD 10180— звезда с максимальным числом открытых планет. На апрель 2012 года было обнаружено девять планет.
    • Глизе 581 g— планета с высокой вероятностью существования жидкой воды.
    • Kepler-10 b— первая железная планета (плотность планеты 8,8 г/см³).
    • Kepler-11— звезда, которая находится в созвездии Лебедя на расстоянии около 613 парсеков от нас. Вокруг звезды обращается, как минимум, 6 планет.
    • WASP-19 b— планета с периодом обращения вокруг звезды, равным 0,7888399 земных суток (18,932 часа).
    • WASP-33 b— самая горячая экзопланета из известных на 2011 год. Температура — 3200 °C.
    • WASP-43 bи GJ 1214 b — обладают самыми «тесными» орбитами. WASP-43 b — среди горячих юпитеров, GJ 1214 b — среди сверхземель. У WASP-43 b большая полуось 0,014 а. е. (2 млн км или 5 звездных радиусов). Родительская звезда WASP-43 — самая маломассивная звезда из всех, около которых вообще были обнаружены горячие гиганты. У GJ 1214 b большая полуось равна 0,014 ± 0,0019 а. е. (эксцентриситет орбиты меньше 0,27 — слабоэллиптическая орбита)
    • KIC 10905746 bи KIC 6185331 b — впервые экзопланеты открыты «любителями» среди массива данных, собранных «профессионалами» (проект Planet Hunters)[10]
    • Kepler-20 eи Kepler-20 f — первые открытые экзопланеты размером с Землю и меньше, размеры Kepler-20 e составляют всего 0,87, а Kepler-20 f 1,03 радиуса Земли. Открыты телескопом Кеплер
    • KOI-961 b,KOI-961 c и KOI-961 d — экзопланета у красного карлика KOI-961, радиусом 0,78, 0,73 и 0,57 радиуса Земли. Радиус KOI-961 d чуть больше, чем у Марса (0,53 радиуса Земли)[29].
    • HD 37605 c— первый холодный юпитер, обнаруженный в 2012 году.
    • 47 Большой Медведицы— система, состоящая из 3 холодных юпитеров — 47 Большой Медведицы b, 47 Большой Медведицы c и 47 Большой Медведицы d.
    • GD 66 b— вероятно, первая гелиевая планета.

     

     

    Источник: astro-obzor.ru

    Что представляют собой экзопланеты и чем планеты отличаются от коричневых карликов

    Экзопланета («экзо» по гречески означает «вне») — планета, находящаяся за пределами Солнечной системы. Иначе экзопланеты называют «внесолнечными планетами» (extra solar planet), но такое название встречается намного реже.

    Впервые экзопланеты были обнаружены в 1990-х годах по слабому «дрожжанию» звезд, вокруг которых они обращаются.

    К середине 2001 планетные системы были открыты у 58 близких к Солнцу звезд и двух радиопульсаров, причем в некоторых случаях обнаружены системы из нескольких планет, однако из-за малых (по сравнению со звездами) размеров, пока ни одну из них не удалось непосредственно наблюдать и исследовать.

    Поскольку наиболее легко обнаруживаются самые массивные экзопланеты, сильно «раскачивающие» звезду, вокруг которой они обращаются, большинство из открытых до сих пор экзопланет оказались гигантами, даже более массивными, чем Юпитер. Впрочем, точность современных средств наблюдения позволяет вычислять и планеты по размеру близкие  нашей Земле.

    Поскольку почти одновременно с открытием экзопланет астрономы обнаружили звездообразные объекты сверхмалой массы – коричневые карлики, – возникла необходимость провести четкую границу между звездами и планетами.

    Сейчас считается общепринятым, что планета – это объект, в котором за всю его историю реакции ядерного синтеза не происходят ни в каком виде. Как показывают расчеты, при формировании космических объектов нормального (солнечного) химического состава с массой более 13 масс Юпитера (Мю) в конце этапа их гравитационного сжатия температура в центре достигает нескольких миллионов кельвинов, что приводит к развитию термоядерной реакции с участием дейтерия – тяжелого изотопа водорода, наиболее легко вступающего в реакцию ядерного синтеза.

    При меньших массах объектов ядерные реакции в них не происходят. Поэтому массу в 13 Мю считают максимальной массой планеты. Объекты с массами от 13 до 70 Мю называют «коричневыми карликами», а еще более массивные – «звездами».

    Методы поиска экзопланет

    Планеты, в отличие от звезд – «холодные» тела, сами по себе не излучают свет, а лишь отражающие лучи своего солнца. Поэтому планету, расположенную вдали от звезды (и тем более одиночную планету без звезды), практически невозможно обнаружить. Если же она движется вблизи звезды и хорошо освещена ее лучами, то для удаленного наблюдателя такая планета неразличима из-за гораздо более яркого блеска самой звезды.

    Метод прямого экзопланет путем прямого наблюдения

    Предположим, что наблюдатель находится у ближайшей к нам звезды Альфа Кентавра и смотрит в сторону Солнечной системы. Тогда наше Солнце будет сиять для него так же ярко, как звезда Вега на земном небосводе. А вот блеск планет окажется очень слабым: Юпитер будет «звездочкой» 23 звездной величины, Венера – 24 величины, а Земля и Сатурн – 25 величины (т.е. планеты Солнечной системы для гипотетического наблюдения не видны даже в бинокль).

    Вообще говоря, крупнейшие современные телескопы могли бы заметить такие слабые объекты, если бы на небе рядом с ними не было ярких звезд.

    Но для далекого наблюдателя Солнце всегда расположено рядом с планетами: для астронома с Альфы Кентавра угловое расстояние Юпитера от Солнца не превосходит 4 угловых секунд, а между Венерой и Солнцем всего 0,5 угловых секунд. Для современных телескопов заметить предельно слабое светило так близко от яркой звезды – задача непосильная, нужны специальные приборы.

    Например, изображение яркой звезды можно закрыть специальным экраном, чтобы ее свет не мешал изучать находящуюся рядом планету. Такой прибор называют «звездным коронографом». По конструкции он похож на солнечный внезатменный коронограф Лио.

    Другой метод предполагает «гашение» света звезды за счет эффекта интерференции ее световых лучей, собранных двумя или несколькими расположенными рядом телескопами – так называемым «звездным интерферометром».

    Поскольку звезда и расположенная рядом с ней планета наблюдаются в чуть разных направлениях, с помощью звездного интерферометра (изменяя расстояние между телескопами или правильно выбирая момент наблюдения) можно добиться почти полного гашения света звезды и, одновременно, усиления света планеты.

    Правда, оба описанных прибора (коронограф и интерферометр) лишком чувствительны к влиянию земной атмосферы (а наш гипотетический наблюдатель, полагаю, будет также обитать на планете располагающей атмосферой), поэтому для успешной работы приборов, по-видимому, их придется сперва доставить на околоземную орбиту.

    Метод поиска экзопланет через измерение яркости звезды

    Существуют косвенные методы обнаружения экзопланет, основанные на наблюдении звезды, на фоне которой перемещается экзопланета.

    Например, если Земля лежит в плоскости орбиты экзопланеты, то время от времени экзопланета должна затмевать свою звезду. Если это звезда типа нашего Солнца, а экзопланета – типа нашего Юпитера, диаметр которого в 10 раз меньше солнечного, то в результате такого затмения яркость звезды понизится на 1%, а это можно заметить с помощью телескопа.

    Главная трудность в том, что доля таких экзопланет, точно ориентированных своей орбитальной плоскостью на Землю, должна быть невелика. К тому же затмение длится несколько часов, а интервал между затмениями – годы. Тем не менее уже имеются предварительные сообщения, что такие затмения наблюдались.

    Существует также весьма экзотический метод поиска одиночных планет, не обращающихся вокруг звезды, а свободно «дрейфующих» в межзвездном пространстве. Такое тело можно обнаружить по эффекту «гравитационной линзы», возникающему в тот момент, когда невидимая планета проходит на фоне далекой звезды.

    Своим гравитационным полем планета искажает ход световых лучей, идущих от звезды к Земле. Подобно обычной линзе, она концентрирует свет и увеличивает яркость звезды для земного наблюдателя. Это очень трудоемкий методов описка экзопланет, требующий длительного наблюдения за яркостью тысяч и даже миллионов звезд. Но автоматизация астрономических наблюдений уже позволяет его использовать.

    Метод поиска экзопланет через измерение положения звезды

    Более перспективными считаются методы поиска экзопланет, в которых измеряется движение звезды, вызванное обращением вокруг нее планеты.

    В качестве примера вновь рассмотрим Солнечную систему. Сильнее всех на Солнце влияет массивный Юпитер, и в первом «грубом» приближении можно рассматривать всю нашу солнечную систему, как двойную систему крупнейших центров масс Солнце – Юпитер.

    Они разделены расстоянием 5,2 а.е. и обращаются с периодом около 12 лет вокруг общего центра масс. Поскольку Солнце примерно в 1000 массивнее Юпитера, оно во столько же раз ближе к центру масс. Значит, Солнце с периодом около 12 лет обращается по окружности радиусом 5,2 а.е./1000 = 0,0052 а.е. (это чуть больше радиуса самого Солнца).

    С расстояния Альфы Кентавра (4,34 св. года = 275 000 а.е.) радиус этой окружности виден под углом 0,004 угл. сек. Это очень маленький угол: под таким углом нам видится толщина карандаша с расстояния в 360 км. Но астрономы умеют измерять столь малые углы и поэтому уже несколько десятилетий ведут наблюдение за ближайшими звездами в надежде заметить их периодическое «покачивание», вызванное присутствием планет. Пока результаты неоднозначные.

    Метод поиска экзопланет через измерение скорости звезды

    Заметить периодические колебания звезды можно не только по изменению ее видимого положения на небе, но и по изменению расстояния до нее.

    Вновь рассмотрим систему Юпитер – Солнце, имеющую отношение масс 1:1000. Поскольку Юпитер движется по орбите со скоростью 13 км/с, скорость движения Солнца по его собственной небольшой орбите вокруг центра масс этой системы составляет V = 13 м/с. Для постороннего наблюдателя, расположенного в плоскости орбиты Юпитера, Солнце с периодом около 12 лет то приближается с такой скоростью, то удаляется.

    Если луч зрения наблюдателя и перпендикуляр к орбитальной плоскости планеты составляют угол i, то наблюдаемая амплитуда скорости будет меньше (V sin i). Можно ли заметить перемещение звезды с такой скоростью? Обычно для измерения скоростей звезд астрономы используют эффект Доплера.

    Он проявляется в том, что в спектре звезды, движущейся относительно земного наблюдателя, изменяются длины волны всех линий: если звезда приближается к Земле, линии смещаются к синему концу спектра, а если удаляется – к красному. До конца 1980-х годов точность измерения скорости оптической звезды этим методом была не более 500 м/с.

    Но затем были разработаны принципиально новые спектральные приборы, позволившие повысить точность до 10 м/с. Тогда и стало возможным открытие экзопланет, определение их орбитальных параметров и масс (с точностью до фактора sin i, поскольку наклон орбитальной плоскости экзопланеты в большинстве случаев найти невозможно).

    По-существу, этот же метод используют и радиоастрономы, с высокой точностью фиксирующие моменты прихода импульсов от радиопульсаров и тем самым определяющие периодические смещения нейтронной звезды относительно Солнца. Это позволяет обнаруживать невидимые объекты, обращающиеся вокруг радиопульсаров.

    Метод поиска экзопланет через астрометрический поиск

    Первые попытки обнаружить экзопланеты связаны с наблюдениями за положением близких звезд. В 1916 американский астроном Эдуард Барнард (1857–1923) обнаружил, что слабенькая красная звездочка в созвездии Змееносца быстро перемещается по небу относительно других звезд – на 10 угловых секунд в год.

    Астрономы за такую немыслимую для звезд скорость назвали ее Летящей звездой Барнарда.

    Хотя все звезды хаотически перемещаются в пространстве со скоростями 20–50 км/с, при наблюдении с большого расстояния эти перемещения остаются практически незаметными. Звезда Барнарда – весьма заурядное светило, поэтому возникло подозрение, что причиной ее наблюдаемого «полета» служит не особенно большая скорость, а просто необычная близость к нам. И действительно, звезда Барнарда оказалась на втором месте от Солнца после системы Альфа Кентавра.

    Масса звезды Барнарда почти в 7 раз меньше массы Солнца, поэтому влияние на нее соседей-планет (если они есть) должно быть весьма заметным. Более полувека, начиная с 1938, изучал движение этой звезды американский астроном Питер ван де Камп (1901–1995).

    Он измерил ее положение на тысячах фотопластинок и заявил, что у звезды обнаруживается волнообразная траектория с амплитудой покачиваний около 0,02 угл. сек., следовательно вокруг нее обращается невидимый спутник. Из расчетов П. ван де Кампа следовало, что масса спутника чуть больше массы Юпитера, а радиус его орбиты 4,4 а.е. В начале 1960-х годов это сообщение облетело весь мир. Но не все астрономы согласились с выводами П. ван де Кампа.

    Продолжая наблюдения и увеличивая точность измерений, Дж.Гейтвуд (G.Gatewood) и его коллеги к 1973 выяснили, что звезда Барнарда движется ровно, без колебаний, а значит массивных планет в качестве спутников не имеет.

    Однако эти же работы принесли и новую находку: были замечены зигзаги в движении пятой от Солнца звезды Лаланд-21185. Сейчас получены веские доводы, что вокруг этой звезды обращаются две планеты: одна с периодом 30 лет (масса 1,6 Мю, радиус орбиты 10 а.е.) и вторая с периодом 6 лет (0,9 Мю, 2,5 а.е.). Для подтверждения этого открытия ведутся наблюдения.

    Источник: starcatalog.ru


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.