меню содержание news300 news301 news302
Получены первые прямые фото планетной системы
|
Астрономам удалось непосредственно увидеть планеты, обращающиеся по орбитам вокруг других звёзд.
Более того, учёные впервые увидели само орбитальное движение, неопровержимо доказывающее, что
крохотные точки, проявившиеся на фотографиях, – не далёкие источники, случайно оказавшиеся на небе
рядом со звездой, а физически связанные с ней объекты.
Сразу две команды астрономов из Канады, США и Великобритании опубликовали в Science работы,
рассказывающие об обнаружении планет рядом с молодыми горячими звёздами, расположенными
относительно недалеко от Земли. Эти планеты светятся собственным светом – они ещё высвечивают
тепло, выделившееся при их образовании.
Две системы
Группа под руководством Кристиана Маруа и Брюса Макинтоша из канадского Института астрофизики
имени Герхарда Герцберга и американской Национальной лаборатории имени Эрнеста Лоуренса в
калифорнийском Ливерморе сообщила об обнаружении целой системы из трёх массивных планет,
обращающихся вокруг звезды HR8799, или V342 Peg, в 130 световых годах от Земли.
Композитное изображение планетной системы HR8799, полученное комбинированием изображений
в трёх инфракрасных диапазонах на телескопе имени Кека II на Гавайях. Для получения изображения
использована система адаптивной оптики, в реальном времени компенсирующая искажения изобра-
жения, вызванные неоднородностью атмосферы. Изображение центральной звезды, гораздо более
яркой, чем планеты, цифровым образом удалено, всё оставшееся – спеклы, вызванные несовершенст-
вом оптики одного из лучших телескопов планеты. Аналогичные изображения были получены с по-
мощью северного телескопа системы Gemini, на которых и были открыты планеты b и c. При повтор-
ных наблюдениях на Обсерватории имени Кека была найдена планета d. Позднее планеты нашлись
и в архивных данных 2004 года, что позволило более точно установить их орбиты.
// National Research Council Canada
Снялась пока молодая
Астрономам удалось сфотографировать планету у другой звезды. Звезда не сильно отличается от
Солнца, а вот планета совсем не похожа на членов нашей Солнечной системы....
Это звёздочка шестой звёздной величины в созвездии Пегаса, которую вдали от городов в хорошую
тёмную ночь можно заметить даже невооружённым глазом и гарантированно несложно найти в би-
нокль. Три планеты расположены на расстоянии примерно 25, 40 и 70 астрономических единиц
(а. е., средних расстояний от Земли до Солнца) от центрального светила, один оборот по орбите они
совершают приблизительно за 100, 190 и 460 лет, двигаясь против часовой стрелки, если смотреть с
Земли. Планеты HR8799d и HR8799c, расположенные поближе к звезде, примерно в 7-13 раз массив-
нее Юпитера, крупнейшей планеты Солнечной системы, – это действительно гиганты. Внешняя пла-
нета HR8799b немногим меньше, её масса оценивается в диапазоне 5-11 масс Юпитера.
Сама HR8799 светит в пять раз ярче Солнца, поэтому, чтобы привести систему HR8799 в соответст-
вие с Солнечной по равновесной температуре поверхности, её надо «сократить» примерно в 2,2 раза.
Например, зона, благоприятная для жизни, здесь будет находиться в 2–2,5 а. е. от светила, а не в 1 а. е.,
где кружится Земля.
Занимательно, что, если сократить систему HR8799 в 2,2 раза, положение её планет практически пов-
торит расположение наших Сатурна, Урана и Нептуна.
Не исключено, что ближе к HR8799 есть и другие планеты, но их мы пока увидеть не можем.
Оптическое изображение звезды Фомальгаут и её мощного газопылевого диска, полученное с помощью
коронографа Улучшенной камеры для обзоров (ACS) Космического телескопа имени Хаббла. Сама звез-
да закрыта, резкий внутренний край диска, который наклонён к лучу зрения, виден, как яркое кольцо.
Планета Фомальгаут b расположена чуть ближе к звезде, на врезе показано её перемещение между дву-
мя фотографиями, сделанными с промежутком 1 год и 9 месяцев. Остальные детали – шум, и свет, рас-
сеянный «искусственной луной», закрывающей яркую звезду в фокусе телескопа.
// NASA/ESA/P.Kalas/UC Berkeley
Выделение горячего Юпитера
Астрономам впервые удалось зафиксировать свет, отражённый от планеты, обращающейся вокруг
другой звезды. Астрономические «очки-поляроиды» показали, чем наполнена атмосфера «горячего...
А вот коллектив учёных под началом Пола Каласа из Университета Калифонии в Беркли разглядел
планету помельче рядом с одной из самых ярких звёзд неба – Фомальгаутом, или альфа созвездия Юж-
ная Рыба ( α Piscis Austrinus), которая находится всего в 25 световых годах от Земли. Увидеть её можно
и с территории нашей страны, но лишь в южных районах России бело-голубой Фомальгаут поднимает-
ся над горизонтом сколько-нибудь заметно.
Художник изобразил экзопланету, обращающуюся вокруг Фомальгаута.
Изображение ESA, NASA, and L. Calcada ( ESO for STScI )
Новая планета, Фомальгаут b, движется примерно в 115 а. е. от звезды, недалеко от внутреннего края
массивного газопылевого диска, окружающего и сам Фомальгаут, и его планету. Именно диск, точнее,
его необычно резкая граница и небольшая асимметрия, и навели учёных на мысль, что здесь может
прятаться планета. Учёные рассудили, что это планета своим притяжением создаёт резкий край, как
спутники Сатурна придают резкие границы его кольцам (см. заглавный видеоролик). Эта же пыль поз-
волила оценить и массу Фомальгаута b, которая не может быть больше трех масс Юпитера, иначе диск
выглядел бы совсем иначе.
Кроме того, есть признаки, что и сама планета окружена диском, похожим на кольца Сатурна. Именно
они отражают видимый свет, зафиксированный телескопом имени Хаббла. А сам Фомальгаут b может
быть не единственным спутником звезды. Теоретическая модель использованная для оценки массы,
даёт основания полагать, что в системе Фомальгаута есть, по крайней мере, ещё одна планета. Так что
не исключено, что здесь мы также имеем дело с целой системой.
Увидеть жизнь
Первые прямые снимки внесолнечных планет интересны не только сами по себе. Это ещё и демонст-
рация нового метода их обнаружения и исследования. За полтора десятка лет, прошедших с момента
неуверенного обнаружения первой внесолнечной планеты 51 Peg b, обращающейся вокруг нормаль-
ной звезды (также, кстати, в созвездии Пегаса и совсем неподалёку от теперешней первой планетной
системы), астрономы нашли уже более 300 маломассивных объектов, кружащихся вокруг примерно
двух сотен звёзд.
Найти звезду HR8799 на небе несложно с помощью бинокля. В России созвездие Пегаса осенним ве-
чером находится высоко над горизонтом в южной части неба. Идентифицировав «Большой квадрат»,
для поиска звезды HR8799 шестой звёздной величины можно воспользоваться предложенными поис-
ковыми картами.
// Stephen James O'Meara/Gemini Observatory
Методы поиска внесолнечных планет
Астрономам известны пять основных методов обнаружения внесолнечных планет.
Во-первых, это метод прямых наблюдений - мы можем элементарно увидеть планету рядом с другой
звездой, подобно тому, как видим..
Большая часть из них были обнаружены двумя методами, основанными на регистрации света самой
центральной звезды – по едва заметным колебаниям скорости звёзд и за счёт небольшого их потускне-
ния при прохождении планет по звёздному диску. Оба метода чувствительны, в первую очередь, к
объектам, расположенным непосредственно рядом со звездой, причём объектам крупным и оттого
совсем не похожим на Землю.
Выделить свет самих планет в общем потоке излучения от звезды также удавалось, однако получить
изображение – непосредственно увидеть планету – учёные пока смогли всего один раз, и этот резуль-
тат требует подтверждения: «спутник» мог оказаться рядом со звездой случайно, уж больно далеко он
от неё находится.
Между тем, если мы хотим искать жизнь во Вселенной, планету надо именно видеть.
Только в этом случае можно попытаться изучить спектральный состав её излучения и понять, из чего
она состоит и какие на ней условия. Например, если мы увидим присутствие молекулярного кислоро-
да в больших количествах, это будет уже очень серьёзной заявкой на обнаружение растительной жизни:
кислород химически слишком активен, чтобы так запросто оставаться в свободной форме. Именно по-
этому метод прямых наблюдений для поиска планет – своего рода «святой грааль» астрономии внесол-
нечных планет.
Однако прямой поиск – дело невероятно трудное. Только представьте себе, что нужно разглядеть
объект, который в миллионы и миллиарды раз слабее центральной звёзды и расположен непосредст-
венно рядом с ней, иногда на пределе разрешения вашего телескопа. Это всё равно что пытаться разли-
чить писк комара рядом с реактивным двигателем самолёта, при том что вы не знаете, есть там комар
или нет.
Поскольку в глубине души все искатели планет надеются обнаружить жизнь, похожую на нашу, а до
недавних пор нам была известна всего одна планетная система – собственная, Солнечная, поиски дру-
гих систем начали именно рядом со звёздами, похожими на Солнце. Пока безрезультатно. Рядом с по-
добными Солнцу звёздами 8 лет искал планеты и Кристиан Маруа, и тоже без особых успехов.
Молодые и горячие
Постепенно к астрономам пришло понимание, что, если мы не можем найти ключи от своего дома там,
где потеряли, можно попробовать хотя бы поискать какие-нибудь другие ключи там, где светло. Вместо
жёлтых карликов вроде Солнца учёные обратились к звёздам спектрального класса A. Они ярче и горя-
чее, так что можно надеяться увидеть планеты на большем расстоянии от звезды.
Однако даже в этом случае контраст яркости между звездой и планетой огромен, и, чтобы уменьшить
его, астрономы ещё более сузили круг поисков, сосредоточившись на молодых звёздах класса A. Расчёт
в том, чтобы увидеть гигантские планеты (надежды увидеть что-то похожее на Землю пока нет), кото-
рые сформировались совсем недавно и ещё не остыли, продолжая высвечивать энергию, высвободив-
шуюся при сжатии из газопылевого облака. Светят они по большей части в инфракрасном диапазоне,
и именно здесь учёные сосредоточили свои усилия.
Чтобы ещё более сузить круг поисков, астрономы решили внимательно изучить лишь звёзды, спектры
которых показывают присутствие газопылевых дисков в своих окрестностях. К счастью, каталог таких
звёзд в окрестностях Солнца уже имелся. То обстоятельство, что первая планетная система была най-
дена при изучении уже первых кандидатов из списка, указывает, что планетные системы должны
встречаться у большинства таких звёзд. Иначе придётся предположить, что и Маруа, и Каласу очень
повезло.
По ложке дёгтя
Тем не менее сомнения в результате Маруа ещё остаются. Дело в том, что массу он и его коллеги оце-
нивали, исходя из яркости и возраста планет. Сформировавшись от 30 до 160 миллионов лет назад
( примерно таков возраст HR8799), планеты с тех пор сжимаются и высвечивают энергию, постепенно
остывая и угасая. Однако, как именно они высвечивают тепло, зависит от планетной атмосферы, рас-
чёт физики которой – задача невероятно сложная. Разумеется, учёные взяли лучшие модели, имеющи-
еся на сегодняшний день, однако и они пока не подтверждены независимыми наблюдениями – хотя
бы потому, что до результатов Маруа испытывать их было не на чем.
Поэтому у некоторых астрономов ещё остаются сомнения, что «планеты» HR8799 действительно явля-
ются таковыми. Если модель атмосферы в корне не верна, то их массы могут оказаться и большими,
что переведёт их в разряд бурых карликов – «неудавшихся звёзд», которым не суждено зажечь в своих
недрах превращение водорода в гелий, но в жизни которых был короткий «почти звёздный период»
ядерного горения дейтерия.
С этой точки зрения результаты Каласа куда убедительнее.
Здесь оценка массы планеты сделана на основании моделирования эволюции пылевого диска под
действием сил гравитации. Хотя такие расчёты также требуют значительных вычислительных затрат,
сама физика существенно проще, и маловероятно, что теоретики здесь не учитывают чего-то принци-
пиально важного. Кроме того, и сам Фомальгаут b много легче HR8799 b, c и d. Оценка в три массы
Юпитера – лишь верхняя граница, реальная масса планеты может составить всего половину юпитери-
анской массы.
Впрочем, и у Фомальгаута b есть тайны. Например, спектральный состав его излучения не очень хо-
рошо описывается имеющимися моделями. Именно отсюда и возникли подозрения, что в оптическом
диапазоне здесь светится, отражая цвет центральной звезды, собственный пылевой диск планеты.
Размер такого диска должен составить порядка миллиона километров. Если это так, то когда-нибудь
из него смогут сформироваться спутники, и Фомальгаут b станет ещё более похож на Юпитер.
Новая надежда
И всё-таки даже эти эпохальные результаты не сделают проще поиск планет, подобных Земле. Если
прежние методы поиска были «заточены» под близкие и массивные планеты, то метод, использован-
ный Маруа и Каласом, – под далёкие, массивные и всё ещё горячие миры.
Внеземная жизнь же, если она во Вселенной есть и похожа на нашу, будет расположена на маленьких
и старых планетах.
Они должны находиться и недалеко от своих звёзд, и не слишком к ним близко – в «обитабельной»
зоне, где может существовать вода в жидком виде. Пока астрономы не придумали метода поиска пла-
нет в этом промежутке.
Впрочем, повод для оптимизма есть. Ведь и близкие, и далёкие планеты нашлись почти сразу после
того, как появились методы их обнаружения. Можно рассчитывать, что, когда мы научимся искать
планеты, подобные Земле, они будут ждать нас уже у первых звёзд, на которые мы обратим своё
внимание.
ссылки:
gazeta.ru/science/2008/11/14_a_2882837.shtml
lenta.ru/articles/2008/11/15/photo/
astronet.ru/db/msg/1231875
Астрономы увидели возможный конец Cолнечной системы
|
Художественное изображение того, как в отдаленном будущем Солнце,
превратившееся в красный гигант, поглощает Землю.
Изображение с сайта ksjtracker.mit.edu
Астрономам удалось обнаружить планету в опасной близости красного гиганта, сообщает информаци-
онное агентство ANI. Гиганты являются поздним этапом эволюции звезд, чья масса лежит в пределах
от половины до пяти-шести солнечных. Считается, что превращение Солнца в красного гиганта поло-
жит конец существованию Солнечной системы через 5,4 миллиарда лет.
Как показали наблюдения, вокруг звезды HD 102272, расположенной на расстоянии 1200 световых лет
от Земли в созвездии Льва, вращается планета с массой в шесть юпитерианских. По словам исследова-
телей, эта планета располагается к своей звезде ближе, чем любая другая из известных на сегодняшний
день. Звезда имеет огромные размеры (примерно 10 солнечных радиусов), но сравнительно небольшую
массу ( 1,9 солнечной). Она значительно старше нашего Солнца и находится на заключительном этапе
своей эволюции.
По словам исследователей, новое открытие поможет лучше понять воздействие красных гигантов на
прилежащие планеты. Основываясь на эмпирических данных, полученных из других источников, они
высказывают гипотезу, что в окрестности этих гигантских звезд существует некая "зона отчуждения",
граница которой проходит на расстоянии в 0,6 астрономических единиц ( расстояний от Земли до
Солнца) от звезды. Все обнаруженные до настоящего времени планеты "старательно избегают" эту
зону. Современные теории не предсказывают существования подобных регионов.
Орбитальный период планет HD 102272 b = 127,6 дней 0,58-0,64 а.е.
HD 102272 с = 520 дней 0,5-2,64 а.е.
Кроме этого у ученых есть "подозрения" о наличии второй планеты в системе HD 102272. По их собст-
венным словам, у них пока недостаточно данных, чтобы однозначно прояснить этот вопрос. Если
открытие подтвердится, то звездная система HD 102272 станет первой, состоящей из нескольких пла-
нет, вращающихся вокруг красного гиганта ( спектрального типа К0 ).
Компьютерная модель внутреннего строения звезды красного гиганта
Для обнаружения планет астрономы использовали косвенные методы ( совсем недавно появилась
информация о том, что экзопланеты впервые удалось сфотографировать ). Дело в том, что гравитаци-
онные силы, которые заставляют планету вращаться вокруг звезды, действуют и на саму звезду, зас-
тавляя ее вращаться вокруг общего центра масс системы. В случае, когда масса планеты достаточно
велика (обычно несколько юпитерианских), эти колебания можно обнаружить. В частности, это можно
заметить, наблюдая за спектральными характеристиками излучения звезд. При удалении от наблюда-
теля спектр излучения звезды смещается в красную область, при приближении - в синюю. По ампли-
туде и периоду смещения астрономы определяют массу и радиус орбиты планеты. Наблюдения были
выполнены астрономами при помощи телескопа Hobby-Eberly Telescope, расположенного в Техасе.
lenta.ru/news/2008/11/19/exoplanet
ссылки:
allplanets.ru/star.php?star=HD%20102272
grani.ru/Society/Science/m.144218.html
sciencedaily.com/releases/2008/11/081118141712.htm
arxiv.org/abs/0810.1710
по теме:
in.news.yahoo.com/139/20081119/981/tsc-scientists-find-new-planet-orbiting.html
lenta.ru/news/2008/11/17/minerals/
lenta.ru/news/2008/11/14/exoplanet/
