Как астрономы ищут экзопланеты
Несколько месяцев назад учёные подвели итоги работы "главного охотника за экзопланетами" — космического телескопа "Кеплер". Из 4700 кандидатов в "сёстры Земли" исследователи отобрали всего 20 планет, больше всего похожих на наш родной мир. По просьбе редакции Лайфа астроном, лектор Санкт-Петербургского планетария Мария Боруха рассказала, что такое экзопланеты, как их ищут и как они могут выглядеть.
Немного о Солнечной системе
Современное определение слова "планета", данное международным астрономическим союзом (МАС) содержит три пункта. Планета — это небесное тело, которое:
Обращается по орбите вокруг Солнца.
Имеет достаточную массу, чтобы под действием собственной гравитации прийти в состояние гидростатического равновесия.
Расчищает окрестности своей орбиты от иных объектов.
В Солнечной системе под это определение подошли восемь объектов: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
Первые четыре планеты — маленькие и каменистые, затем идут два огромных газовых гиганта, затем — два ледяных гиганта. При этом орбиты всех планет являются практически круговыми и лежат близко к одной плоскости (наиболее сильно выделяется Меркурий: наклонение орбиты составляет 7 градусов, а эксцентриситет (так учёные называют отличие любого конического сечения, например эллипса, от правильной окружности) равен 0,2.
Такое устройство планетной системы привычно для нас. Но это вовсе не значит, что именно таким образом должны быть устроены все планетные системы во Вселенной или хотя бы в нашей Галактике. Более того, чем дальше продвигаются исследования других планетных систем, тем яснее становится, что природное разнообразие планет гораздо богаче, чем можно вообразить.
Первые открытия
Таким образом, экзопланеты (от др.-греч. — "вне, снаружи") — это любые планеты, обращающиеся вокруг других звёзд. Сейчас их открывают практически каждый день. На 11 августа 2016 года общее число открытых экзопланет составило 3496 (и ещё несколько тысяч кандидатов ждут подтверждения). И это — только начало большого пути исследования внесолнечных систем.
Когда и кем была открыта первая экзопланета, утверждать сложно: дело в том, что многие заявления об открытии экзопланет не подтверждались. При этом в 1988 году появилась работа, в которой исследователи указывали на возможность существования у двойной звезды Гамма Цефея третьего звёздного компонента. Но, как выяснилось через 15 лет, Кэмпбелл и его соавторы открыли вовсе не звезду, а экзопланету. По современным оценкам, масса этой планеты лежит в интервале от 4 до 18 масс Юпитера и обращается она вокруг звезды Гамма Цефея А (звезды Альраи) за 903 дня (период обращения Юпитера в Солнечной системе почти в пять раз больше). Новая планета получила в 2003 году имя Гамма Цефея А b — в соответствии с правилами названия экзопланет (к имени звезды приписывается буква латинского алфавита, начиная с b). Звезда Гамма Цефея имеет звёздную величину 3,2m и видна на небе землянам даже невооружённым глазом.
Что же увидели исследователи в этой области неба? Как они могли перепутать звезду и планету? Дело в том, что большинство экзопланет открыто с помощью косвенных методов: из почти трёх с половиной тысяч открытых экзопланет астрономы видели свет лишь нескольких десятков. Найти такие объекты и оценить их параметры, не видя напрямую, возможно, лишь измеряя влияние экзопланеты на звезду, вокруг которой она обращается. Кемпбелл и его соавторы открыли экзопланету Гамма Цефея А b одним из косвенных методов — методом лучевых скоростей.
Что такое метод лучевых скоростей?
Представьте, что вы смотрите на машину, которая уезжает от вас. Расстояние между вами всё время увеличивается, значит, её лучевая скорость относительно вас — положительна. Если машина едет к вам и расстояние между вами уменьшается, лучевая скорость — отрицательна. В том случае, если машина кружит вокруг вас, не приближаясь и не удаляясь, её лучевая скорость равна нулю. Более формальное определение лучевой (радиальной) скорости можно найти здесь.
А теперь послушайте, что происходит с гудком машины, когда она приближается к вам и удаляется от вас:
Эффект Доплера при движении автомобиля
Сначала, когда скорость машины мала, мы слышим "настоящий" звук гудка. По мере нарастания скорости автомобиля звук издаваемого сигнала постепенно повышается. При этом, как только машина начинает удаляться от нас, мы слышим понижение частоты гудка. Этот эффект изменения частоты сигнала в зависимости от лучевой скорости называется эффектом Доплера.
Каким же образом эффект Доплера применим к экзопланетным системам? Рассмотрим два тела — звезду и планету. На первый взгляд может показаться, что планета обращается вокруг звезды, а звезда стоит на месте. Но на самом деле звезда тоже обращается, с тем же периодом, что и планета, описывая при этом маленький кружок вокруг центра масс системы. И если при этом система располагается по отношению к вам так, что лучевая скорость звезды для вас в некоторые моменты времени отлична от нуля, вы можете заметить эффект Доплера в такой системе и заподозрить, что вокруг звезды обращается массивное тело. Например, лучевая скорость звезды Гамма Цефея А колеблется от –27,5 м/c до +27,5 м/c из-за обращающейся вокруг неё экзопланеты.
Таким образом, когда исследователи заявляют об открытии звезды методом лучевых скоростей, они не "видят" экзопланету, что называется, своими глазами, но измеряют её влияние на звезду. Причём модуль лучевой скорости звезды будет тем больше, чем:
массивнее планета;
легче звезда;
меньше расстояние между звездой и планетой;
меньше наклон плоскости орбиты системы к нашему лучу зрения.
Аналогичная ситуация возникает и тогда, когда планеты открывают самым эффективным методом на сегодняшний день — транзитным.
Открыть планету транзитом
Метод транзитов (прохождений по диску) заключается в измерении изменения потока излучения (проще говоря — светимости), приходящего от звезды. Даже невооружённым глазом можно наблюдать транзит, правда, в пределах Солнечной системы. Прохождение по диску Солнца таких тел, как Луна, Венера или Меркурий, — классический пример такого явления.
Транзит Венеры по диску Солнца, наблюдаемое падение блеска
Для обнаружения планеты методом транзитов необходимо, чтобы:
орбита системы лежала в плоскости луча зрения наблюдателя;
система имела период меньше, чем время наблюдения.
При этом чем меньше различие в размерах планеты и звезды, тем проще зафиксировать транзит в такой системе.
Большую часть планет, открытых транзитным методом, составляют объекты, снятые космическим телескопом "Кеплер". В данный момент около четырёх тысяч кандидатов в экзопланеты, обнаруженные этим телескопом, ожидают своего окончательного подтверждения. И все эти планеты находятся лишь в маленькой области неба, в которую направлен этот телескоп.
Первая планета, транзит которой удалось наблюдать в 2005 году, была открыта ещё в 1999 году методом лучевых скоростей. Она получила имя HD 209458 b, но из-за особенной популярности у учёных ей дали также собственное имя — Осирис. Эта планета делает один оборот вокруг своей звезды солнечного типа всего за 3,5 дня и имеет радиус в 1,4 раза больше, чем Юпитер в Солнечной системе. Масса планеты (0,7 массы Юпитера) была определена методом лучевых скоростей — Осирис вызывает колебания лучевой скорости своей звезды от -84 м/c до +84 м/c.
Такие планеты, как Осирис, относятся к типу "горячих юпитеров". Они близки по массе к Юпитеру, но обращаются на очень близких орбитах к своим звёздам и, следовательно, сильно разогреты. И хотя в Солнечной системе нет планет такого типа, в нашей Галактике "горячих юпитеров" найдено уже несколько сотен. Именно такие планеты открывались первыми — методом транзитов и методом лучевых скоростей наличие больших и близких к звезде планет установить проще. У некоторых "горячих юпитеров" (включая Осирис) частично изучен химических состав и проводится моделирование атмосфер, но, к сожалению, увидеть свет таких объектов — очень сложная задача.
Изображения экзопланет
В данный момент существует лишь несколько десятков изображений экзопланет. Чтобы выделить свет от планеты, необходимо "перекрыть" свет от звезды, вокруг которой обращается планета (либо до попадания света на приёмник излучения, либо после — программными методами). Соответственно, легче сфотографировать большую планету, находящуюся в значительном удалении от своей звезды. Причём в инфракрасной области спектра выделить свет экзопланеты рядом со звездой оказывается проще.
Первой планетой, открытой в 2004 году с помощью получения её изображения, является объект с именем 2M1207 b.
Изображение 2M1207 b — газового гиганта, обращающегося вокруг коричневого карлика 2M1207 (на расстоянии, в 55 раз превышающем расстояние между Солнцем и Землёй), было получено с помощью одного из телескопов системы VLT. Эту же область неба в созвездии Центавра наблюдал телескоп "Хаббл" с целью подтверждения совместного движения компонент. Поток излучения от планеты, которая, возможно, продолжает сжиматься, в этой системе всего в сотню раз меньше, чем поток от карлика 2M1207 (для сравнения, при наблюдении Солнечной системы со стороны ярчайшие планеты будут иметь блеск примерно в миллиард раз слабее, чем Солнце). В конце 2015 года появилась работа, в которой с помощью точных фотометрических наблюдений был установлен период вращения планеты 2M1207 b, который составляет примерно 10 часов.
Первой "сфотографированной" планетной системой стала HR 8799 в созвездии Пегаса.
Планетная система состоит из гигантов, в пять (HR 8799 b) и в семь раз массивнее Юпитера (HR 8799 с, HR 8799 e, HR 8799 d), при этом размер планетной системы близок к размеру Солнечной системы. О получении снимков этой планетной системы с помощью телескопов обсерваторий Кека и Гемини исследователи объявили в 2008 году.
И что же дальше?
На сегодняшний день среди открытых экзопланет есть те, поверхность которых представляет океан. Найдены газовые гиганты, теряющие свои атмосферы, и хтонические планеты, которые газовую оболочку уже утратили. Обнаружены планеты, на небе которых можно увидеть сразу несколько солнц, и кратные планетные системы возле пульсаров. Есть планеты, обращающиеся вокруг своих звёзд на очень высоких орбитах, и те планеты, которые практически касаются поверхности своего светила. Среди орбит экзопланет встречаются как круговые, так и сильно вытянутые, и всё это — так непохоже на нашу Солнечную систему.
С ростом возможностей наблюдательной техники число планет будет неуклонно расти — в этом нет никаких сомнений. Как и нет сомнений в том, что новые планеты продолжат удивлять исследователей. 20 экзопланет уже признаны максимально похожими на Землю, впрочем, подтвердить такой их статус — дело ещё очень далёкого будущего. Однако всё человечество лелеет одну общую мечту — найти иной мир, который был бы столь же уютен, как наша родная планета. И, конечно же, посетить его когда-нибудь.
Источник
Меню
Архив материалов
Подписка на новости
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Последние новости
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - ...
Последние аномальные новости

Антарктическую станцию покрыл кровавый снег

Беспилотные автомобили разрешат испытывать в России

Бородатая женщина устала бриться

Ведьма Полынь рассказала, как развить сверхспособности

Годовалого ребенка женили на собаке

Гомеопатия так же эффективна, как и гороскоп

Грунт на обратной стороне Луны оказался очень пористым

Знают ли кошки свои имена

Искусственный интеллект может помочь бросить курить

Контроль за кровяным давлением продлевает жизнь

Коронавирус - предлог для подготовки мира к приходу Нибиру

Космическая версия появления жизни на Земле

Нашли пригодную для жизни экзопланету

Необычное существо нашли на пляже Перта

Новые различия в работе сердца мужчин и женщин

Новый маршрут к уникальным дольменам под Геленджиком

Открыт новый временный спутник Земли

Почему 100-километровая дорога майя считается чудом

Самым старым мужчиной в мире стал 111-летний британец

Случаи атаки НЛО на очевидцев

Собака спасла хозяина от смерти во сне

Создали робота-поводыря, похожего на чемодан

Спасатель и военный рассказали об НЛО

Список неразгаданных тайн истории

Странный случай на дороге в Пенсильвании

Тренировки смертельно опасны

Фотографию НЛО из Бурятии смонтировали в смартфоне

Человекообразного робокопа показали на коллегии МВД

Эволюция доказывает, что мы одни во Вселенной

Эпидемия коронавируса лишь началась

В Землю может ударить околосветовой метеорит

Говорливый попугай спас хозяев

Девушка случайно приняла 550 доз ЛСД

Для диагностики СДВГ у собак использовали ИИ

Загадочный объект в небе испугал жителей Серпухова

Искусственный интеллект научили обманывать другой ИИ

Искусственный интеллект убьет 96% профессий

Коронавирус – инструмент для замены элит

Крошечная холодная звезда произвела рентгеновскую супервспышку

Медитация помогает снизить боль и улучшить настроение

Начали поиски внеземных следов тунгусской катастрофы

Нострадамус предсказал, как закончится эпидемия коронавируса

Пересмотрели причины смерти мистика Эдгара По

Робот-певец выпустит альбом и поедет в тур

Рыбачка вытащила из воды странное существо

Серия странных инцидентов в Уорминстере

Странное свечение обнаружено в небе Марса

У побережья Антарктиды открыт новый остров

Человеческая моча станет удобрением для марсианских растений

Человечество было на грани уничтожения

Бигфут разгромил продуктовый магазин

ВВС США начнут летать на аэротакси

Генетики помогли распознать мертвецов в старых могилах

Двух женщин задержали за колдовство

Деревня под осадой монстров

Ливенский дом с привидениями

Марс признали сейсмически активной планетой

Найдено первое многоклеточное, не нуждающееся в кислороде

Найдены руины загадочного древнего города

Обнаружен человек, у которого в моче синтезируется алкоголь

Огромный НЛО закрыл Солнце

Пентагон сформулировал этические принципы использования ИИ

Почему к поискам внеземной жизни следует относиться всерьез

Рыбак выловил рекордно большую рыбу

Сверхгигант Бетельгейзе передумал взрываться

Станция инопланетян замечена на орбите Луны

Странный НЛО над Манчестером

Странный провал на поверхности Марса

Тайна Тунгусского метеорита

Тысячи человек собрались на ежегодном фестивале НЛО

Умер старейший мужчина на Земле

Ученые учатся читать мысли покупателей

Факты о Гарри Поттере, которых вы не знали

Шарообразный НЛО пролетел над Луной

Шесть явлений, которым нет объяснения

В программе 'Следствие вели' вспомнили про курский полтергейст

Встречи с инопланетянами во Франции

Глюки в Матрице. Необъяснимые случаи в быту - 5

Женщина живет жизнью полноценного ребенка

Загадочные звуки доносятся из стены дома в Иллинойсе

Загадочный метан на Марсе

Китай опроверг разработку смертельного коронавируса в лаборатории

Леди Гага купила детектор привидений

Монах 100 лет назад предсказал чуму, саранчу и потоп

Нашли новый способ изучать потенциально обитаемые миры

НЛО заметили на побережье Испании

Овальный НЛО пролетел на фоне Луны

Причиной аномально теплой зимы стала необычная ситуация в Арктике

Путешественник во времени утверждает, что мы живем в Матрице

Следы инопланетян на комете Борисов не обнаружены

Актер столкнулся с человеком-козлом в своем доме

Белый НЛО заметили в небе над Ингушетией

Богатырь Иван Савкин сдвинул с места 8-тонный военный тягач

В России Кашпировского боялись или восхваляли

Врачи спасли девочку размером с шариковую ручку

Зафиксировано самое странное северное сияние

Искусственный интеллект нашел новые антибиотики

Как выглядела бы Земля без океанов

Коронавирус был описан в комиксе 2017 года

НЛО похищает самолет над Фиджи

Облако-шляпа зависло над Калифорнией

Одержимая женщина была вылечена экзорцистом

Призрак в гараже

Прирожденные альфа-самцы. Как возникают лидеры

Сенсации ищут в глубинах

Сеть спутников Starlink может быть использована в военных целях

Сотни мертвых птиц упали с неба в Испании

США показали первый эскиз суперпушки

Теория заговора. Коронавирус искусственно создан

Чудеса Вселенной, спрятанные в знаках зодиака

Автомобили получат коробку передач с ИИ

Американцы желают полного открытия данных по НЛО

Веривший в теорию плоской Земли инженер погиб

Выложено пророчество Ванги на 2020 год

Женщина воскресла через 10 часов после смерти

Зачем хотят научить роботов чувствовать боль

Инопланетный корабль пролетел около МКС

Интуиция и ясновидение нуждаются в современном определении

Как Лефортовский дворец стал самым страшным местом Москвы

Метеорит упал в Карелии

Нашествие клопов на Париж

Облака саранчи закрыли Солнце над Ближним Востоком

Общение животных подчинилось законам языка

Похищение пришельцами. Последствия и масштаб явления

Пророчества Нострадамуса о России, США и Ближнем Востоке

Сигарообразный НЛО замечен над Калифорнией

Тысячи американцев страхуются от похищения инопланетянами

У шмелей нашли зачатки абстрактного мышления

Чем самое ядовитое дерево опасно для человека

Ярко-розовый кузнечик обнаружен в Техасе

В ДНК денисовцев нашли следы супердревней популяции людей

В очередной раз не нашли различий между материей и антиматерией

Даже рыба сходит с ума в Ухане. Новый вирус, 5G или перезагрузка Системы

Земля сформировалась гораздо быстрее, чем считалось

Как отвести от Земли приближающийся астероид

Колыбель жизни в Облаке Ориона

Люди от бизнеса хотят сверхъестественного консалтинга

Магический двухслойный графен оказался странным металлом

На атомном уровне зафиксировали необъяснимое явление

На горячей экзопланете год длится 18 часов

На озере Синкайху выросла 20-метровая ледяная стена

Нашли экзопланету в обитаемой зоне своей звезды

Огромный клад нашли на Бали

Призраки усадьбы Шереметевых

Проклятый дом с улицы Монро

Совет дедушки принес внучке богатство

Тайная комната обнаружена в гробнице Тутанхамона

Таинственный синдром превращает людей в статуи

Упавший в Германии метеорит оказался зародышем планеты

Феномен духов-хранителей ритуальных мест

Ацтекский свисток смерти

Гигантский летающий таракан оставил студента без еды

Девушка ростом 76 сантиметров рассказала о жизни

Для связи с Землей марсианские колонисты будут пользоваться лазером

Древние цивилизации использовали акустику для изменения сознания

Из замороженной яйцеклетки родился здоровый ребенок

История Дорис Битер, которую регулярно насиловали призраки

Какой будет гибель Солнечной системы

Кожа человека думает как мозг

Луна Сатурна не прошла симуляцию на наличие жизни

Массивные зеленоватые НЛО замечены у МКС

Мистическое трехметровое существо напугало жителей

Мужчина нашел послание в бутылке 82-летней давности

Над горами Аризоны сняли черный объект

Настоящий Ледяной человек - Олег Резанов

Неизвестные виды рыб нашли в озерах Арктики

Облучение космических туристов сравнили с Чернобылем

Опровергли слухи о лабораторном происхождении коронавируса

Организация SETI будет охотиться за инопланетными техносигналами

Парк развлечений Земля подлежит сносу

Признаки того, что природа наградила вас даром ясновидения

Раскрыта тайна возникновения сложной жизни

Российский Хатико решил ждать хозяйку у работы

Самые интересные экзопланеты

Странный случай с вонючим НЛО во Флориде

Стрельба из рельсотрона

Тайна следов динозавров на потолке пещеры

Теленок-мутант стал местной знаменитостью

Хирурги попросили женщину играть на скрипке во время операции на мозге

Число биохакеров в России растет

Группа звездолетов обнаружена на Меркурии

Группа НЛО была замечена над Западной Вирджинией

Девочку спасли от неопознанного зверя

Дискообразный НЛО был замечен над Калифорнией

Загадка Алленстаунской четверки

Зафиксировали вызванные экзопланетой полярные сияния

Подписка на новости
Подписка на новостой RSS-канал сайта
Получать новости сайта по почте
Контактный адрес для любых сообщений
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика