меню содержание news309 news310 news311
Астрономы нашли в поясе астероидов следы миграции планет-гигантов
|
Компьютерная модель пояса астероидов. Иллюстрация NASA
Астрономам удалось обнаружить в поясе астероидов ( который располагается между орбитами Марса
и Юпитера) следы древней миграции планет-гигантов. Работа исследователей появилась в журнале
Nature, а ее краткое изложение доступно на сайте New Scientist.
Ранее ученым уже было известно, что в поясе астероидов космические тела распределены неравномер-
но. Существуют так называемые люки Кирквуда - регионы, где астероидов крайне мало. Эти районы
были обнаружены американским астрономом Дэниэлом Кирквудом еще в 1857 году.
В рамках своего исследования астрономы проводили компьютерное моделирование эволюции кольца
астероидов. В качестве основных сил, влияющих на формирование этого кольца, выбирались гравита-
ционные силы планет-гигантов (Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна ) и Солнца. Сравнив результаты
компьютерного моделирования последних четырех миллиардов лет с фактическими данными, ученые
обнаружили, что в настоящем кольце астероидов космических тел меньше, чем в расчетном.
Ситуация значительно изменилась после того, как ученые внесли в модель поправку: они добавили из-
менение орбит планет-гигантов. Согласно одной из теорий, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун не всегда
располагались там, где они находятся сейчас. Раньше первая из этих планет была дальше от Солнца, в
то время как остальные были ближе. Повторив вычисления с поправкой, исследователи получили кар-
тину, которая больше соответствовала действительности, чем предыдущая.
По словам астрономов, в их модели пояс астероидов потерял около 62 процентов составляющих его
тел. По некоторым современным оценкам, потери могли составлять почти 90 процентов. Часть из
этих астероидов могла стать причиной так называемой поздней тяжелой бомбардировки ( Late Heavy
Bombardment ), периода, когда планеты Солнечной системы подвергались интенсивной астероидной
бомбардировке.
Ссылки:
lenta.ru/news/2009/02/26/planets
nature.com/nature/journal/v457/n7233/abs/nature07778.html
Планета распухла и облегчилась
|
Вокруг тусклой звезды в созвездии Центавра крутится удивительная планета: будучи в 1,5 раза больше
Юпитера, она вдвое легче его. Астрономы уверены, в планете есть внутренний источник энергии, ко-
торый позволяет ей так распухать. Но, что это за источник, пока остаётся загадкой.
В старых популярных книжках по астрономии часто рисовали, как Сатурн плавает в огромном океане
воды, опираясь о него своими кольцами. Дело в том, что средняя плотность планеты – около 0,69 г/см3,
что меньше плотности воды. Вообще говоря, не утонул бы Сатурн даже в спирте или бензине, хотя и
пошёл бы на дно, положи его в чистый гексан, пентан или бутан ( более лёгкие углеводороды при ком-
натной температуре уже являются газами). 0,7 г/см3 – это стандартная плотность сухих берёзовых дров.
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...
Однако Сатурн - рекордсмен лишь в Солнечной системе; за её пределами есть и менее плотные обра-
зования. Пару лет назад учёные нашли внесолнечную планету TrES-4, средняя плотность которой чуть
больше 0,2 г/см3. Это необычное небесное тело, обращающееся вокруг звёздочки звёздной величины
11,5 в созвездии Геркулеса, почти в два раза больше Юпитера своими размерами, но притом меньше
его по массе. Планету за её удивительно рыхлые параметры даже обозвали «Пушок», и астрономам
пришлось изрядно почесать затылки, чтобы объяснить происхождение и физические характеристики
этого тела. Теперь нашли почти что брата-близнеца – планету WASP-15b.
Это небесное тело кружится вокруг звезды 11-й звёздной величины в созвездии Центавра, примерно
в 1000 световых лет от нас. У неё примерно та же предельно низкая плотность, и она так же близка к
своей звезде, которая тоже не сильно отличается от «звезды-хозяйки» TrES-4. Однако WASP-15b заслу-
живает ещё более нежного названия «Пушочек» – она почти вдвое легче «Пушка». И объяснить её уди-
вительные параметры учёные пока не в состоянии.
И WASP-15b, и TrES-4 были открыты транзитным методом – по наблюдению крохотных изменений
блеска звезды при прохождении планеты по диску светила. Только таким образом можно достоверно
определить размеры небесного тела. При том можно оценить и его прозрачность, если измерять не
только амплитуду «моргания», но и тщательно проследить за характером изменением блеска при вхож-
дении планеты на диск звезды. Большинство планет не прозрачны, так что параметры, которые опре-
деляются по амплитуде, – не нижние границы, а реальные оценки размера этих небесных тел. Ровно
так были определены и параметры WASP-15b и TrES-4.
Планеты находятся залпом
Пара внушительных батарей по восемь телескопов каждая показала рекордную производительность,
обнаружив за полгода сразу десять внесолнечных планет. Ни одна из них не похожа на наших соседок
по Солнечной...
Одного размера, разумеется, для определения плотности мало – нужна ещё и масса. Её определяют по
колебаниям скорости звезды, которая на деле тоже крутится вокруг планеты ( вернее, они обе крутятся
вокруг общего центра масс). Правда, измерить мы можем только скорость вдоль луча зрения (по эффек-
ту Доплера), а амплитуда колебаний такой так называемой лучевой скорости даёт лишь нижнюю оцен-
ку на массу. Но здесь на помощь снова приходит метод транзитов: ведь если планета затмевает звезду,
значит, плоскость её орбиты почти точно совпадает с лучом зрения. Отсюда можно вычислить и массу.
Для WASP-15b получились значения массы 0,54 (+/– 0,05) масс Юпитера и радиус 1,43 (+/– 0,08) ради-
усов крупнейшей планеты Солнечной системы (первоначальная, сразу после открытия, оценка радиуса
была на 30% меньше ). Иными словами, «Пушочек» почти в полтора раза больше нашего гиганта, но
притом в два раза его легче. Работа учёных из группы WASP под руководством Ричарда Уэста из бри-
танского Лестерского университета находится на рецензии в Astronomical Journal, но уже сейчас доступ-
на на сайте электронных препринтов Корнельского университета - arxiv.org/abs/0902.2651.
WASP-15b
Впору говорить о рождении целого класса новых «пушистых» планет.
И, как они образуются, какова их структура, никто пока не знает – они слишком велики. Не спасает да-
же гигантская средняя температура. Из-за того что и TrES-4, и WASP-15b крутятся всего в 7 миллионах
километров от своих звёзд ( полный оборот вокруг звезды они совершают за 3–4 земных дня), а сами
звёзды чуть горячее и массивнее Солнца (спектральный класс F), равновесная температура поверхнос-
ти планет составляет 1200–1300 градусов по Цельсию.
Однако, как показывают модели, этого не достаточно, чтобы привести к наблюдаемому распуханию.
Нужен ещё какой-то источник энергии.
Ураган от звёздного удара
Каждые 111 дней планета HD 80606b получает от своей звезды настоящие «звёздные удары», за нес-
колько часов разогревающие планету вдвое – до 1500K. Бегущая в ночь ударная волна превращается...
Учёные полагают, что таким источником может быть приливное взаимодействие между планетой и
звездой – грубо говоря, трение одних слоёв планеты о приливные волны, возникающие в других слоях.
На расстоянии от своей звезды в 20 раз меньшем, чем Земля от Солнца и при радиусе в 15 раз большем,
чем земной, приливное взаимодействие должно быть сильнее примерно в 100 тысяч раз.
Возможно, этого и хватило бы, если бы не одно «но»: приливное трение должно было уже сто лет как
синхронизовать обращение планеты вокруг светила и её вращение вокруг своей оси, зафиксировав ка-
кие-то стационарные течения газов в атмосфере планеты. Пока никто не знает, каким образом стацио-
нарные течения могут высвобождать необходимое количество тепла. Но астрономы наверняка что-
-нибудь придумают.
gazeta.ru/science/2009/02/17_a_2944314.shtml
Самая близкая сверхновая оказалась рождением кварковой звезды
|
Останки сверхновой SN 1987A в псевдоцветах через 20 лет после взрыва.
Изображение Chandra / NASA
В результате взрыва сверхновой в 1987 году могла появится кварковая звезда. К такому выводу пришла
группа ученых после анализа данных более чем 20-летней давности, сообщает New Scientist. Работа ис-
следователей появится в журнале he Astrophysical Journal, а ее препринт в формате pdf доступен на сайте
arXiv.org.
В рамках исследования астрономы изучали результаты наблюдений взрыва сверхновой SN 1987A.
Считается, что этот взрыв стал результатом гравитационного коллапса голубого гиганта, располагав-
шегося на расстоянии "всего" нескольких сотен тысяч световых лет от Земли.
Согласно современным представлениям, рождение сверхновой сопровождается выбросом нейтрино.
Анализ данных нейтринных детекторов Kamiokande II в Японии и Irvine-Michigan-Brookhaven в США
( который прекратил работу в 1991 году ) позволил установить, что данный выброс происходил в два
этапа.
По мнению исследователей, первая волна нейтрино стала результатом рождения в центре голубого
гиганта нейтронной звезды - сверхплотного объекта, преимущественно состоящего из нейтронов.
Дальнейшее обрушение материи из внешних слоев погибшего голубого гиганта на нейтронную звезду
привело к росту массы данного объекта и превращению его в экзотическую кварковую звезду. Именно
последнее и явилось причиной возникновения второй волны нейтрино.
Известно, что кварки не встречаются в природе по отдельности, а только в составе других частиц, в
частности, нейтронов. Считается, что сверхсильное гравитационное воздействие может приводить к
разрушению частиц и образованию так называемой странной материи, которая может рассматриваться
как "жидкость", состоящая из верхних, нижних и странных кварков, удерживаемых вместе гравитацией.
Кварковые звезды состоят именно из такой "жидкости".
Новые результаты позволяют объяснить одну загадку, связанную с останками сверхновой SN 1987A.
Несмотря на многолетние наблюдения, астрономам до сих пор не удалось обнаружить компактный
объект ( черную дыру или нейтронную звезду ), который образовался после взрыва. Компьютерное
моделирование процессов формирования кварковой звезды позволило астрономам установить, что
получившийся объект является холодным, поэтому испускает недостаточное для обнаружения с Зем-
ли количество электромагнитного излучения.
В августе 2007 г ученым из Университета Калгари удалось доказать, что яркая сверхновая SN 2006gy,
взрыв которой состоялся в сентябре 2006 года, может оказаться кварковой звездой.
Самая яркая сверхновая SN 2006gy
Взрыв звезды, занесенный в каталог как сверхновая SN 2006gy, можно увидеть на этом широкоуголь-
ном изображении (слева) галактики NGC 1260, в которой произошла вспышка, и на увеличенном виде
области около ядра галактики (вверху справа). Действительно, если учесть, что расстояние до сверхно-
вой составляет около 240 миллионов световых лет, ее светимость оказывается гораздо выше, чем у всех
ранее открытых сверхновых, и она сохраняла высокую светимость дольше, чем другие сверхновые ( по
видимому блеску, который в максимуме был равен около 14 звездной величины, эта сверхновая не вы-
деляется среди других - прим. пер.). Наблюдения телескопа Чандра, показанные на нижней правой кар-
тинке, позволили определить яркость сверхновой в рентгеновских лучах и могут рассматриваться как
подтверждение теории, объясняющей вспышку SN 2006gy взрывом звезды, масса которой более чем в
сто раз превосходит массу Солнца. Астрономы предполагают, что в такой исключительно массивной
звезде причиной нестабильности, приводящей к разрушению ядра звезды, может стать образование
пар вещество-антивещество. В этом случае после взрыва, в отличие от других вспышек массивных
звезд, не должно остаться ни нейтронной звезды, ни даже черной дыры. Очень интересно, что анало-
гом звезды, взрыв которой наблюдался как сверхновая SN 2006gy, в нашей Галактике вполне может
быть хорошо известная исключительно массивная звезда Эта Киля.
Ссылки:
lenta.ru/news/2009/02/23/quark
newscientist.com/article/quark-star-may-hold-secret-to-early-universe
astronet.ru/db/msg/1221945
arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0902/0902.0653v1.pdf
