Экзопланета на стадии формирования – все о космосе

Содержание

История открытия экзопланет

Экзопланета на стадии формирования – все о космосе

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 угл. секунд в год. Астрономы 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. 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.

Планеты у нейтронных звезд. В конце 1980-х годов несколько групп астрономов в разных странах создали высокоточные оптические спектрометры и начали систематические измерения скоростей ближайших к Солнцу звезд. Эта работа специально была нацелена на поиск экзопланет и через несколько лет действительно увенчалась успехом.

Но первыми открыли экзопланету радиоастрономы, причем не одну, а сразу целую планетную систему. Произошло это в ходе исследования радиопульсаров – быстро вращающихся нейтронных звезд, излучающих строго периодические радиоимпульсы.

Поскольку пульсары – чрезвычайно стабильные источники, радиоастрономы могут выявлять их движение со скоростью порядка 1 см/с, а значит, обнаруживать рядом с ними планеты с массами в сотни раз меньше, чем у Юпитера.

Первое сообщение в журнале «Nature» об открытии планетной системы вокруг пульсара PSR1829-10 (обозначался также PSR1828-11 и PSR B1828-10, современное обозначение PSR J1830-10) сделала в середине 1991 группа радиоастрономов Манчестерского университета (М.Бэйлес, А.Лин и С.Шемар), наблюдающих на радиотелескопе в Джодрелл-Бэнк.

Они объявили, что вокруг нейтронной звезды, удаленной от Солнца на 3,6 кпк, обращается планета в 10 раз массивнее Земли по круговой орбите с периодом 6 месяцев. В 1994 в неопубликованном сообщении авторы уточнили, что планет три: с массами 3, 12 и 8 земных и периодами, соответственно, 8, 16 и 33 месяца. Однако до сих пор это открытие не подтверждено независимыми исследованиями и поэтому остается сомнительным.

Первое подтвердившееся открытие внесолнечной планеты сделал польский радиоастроном Алекс Вольцжан (A.Wolszczan), который с помощью 305-метровой антенны в Аресибо изучал радиопульсар PSR 1257+12, удаленный примерно на 1000 св. лет от Солнца и посылающий импульсы через каждые 6,2 мс. В 1991 ученый заметил периодическое изменение частоты прихода импульсов.

Его американский коллега Дейл Фрейл подтвердил это открытие наблюдениями на другом радиотелескопе. К 1993 выявилось присутствие рядом с пульсаром PSR 1257+12 трех планет с массами 0,2, 4,3 и 3,6 массы Земли, обращающихся с периодами 25, 67 и 98 сут.

В 1996 появилось сообщение о присутствии в этой системе четвертой планеты с массой Сатурна и периодом около 170 лет.

Та легкость, с которой планеты были найдены у первого пульсара, вдохновила радиоастрономов на анализ сигналов и других пульсаров (их сейчас открыто более 1000).

Но поиск оказался почти безрезультатным: лишь еще у одного далекого пульсара (PSR 1620-26) обнаружилась планета-гигант в несколько раз массивнее Юпитера.

До сих пор планетная система пульсара PSR 1257+12 демонстрирует нам единственный пример планет типа Земли за пределом Солнечной системы.

Считается весьма странным, что вообще рядом с нейтронной звездой обнаружились маломассивные спутники. Рождение нейтронной звезды должно сопровождаться взрывом сверхновой. В момент взрыва звезда сбрасывает оболочку, с которой теряет большую часть своей массы.

Поэтому ее остаток – нейтронная звезда-пульсар – не может своим притяжением удержать планеты, которые до взрыва быстро обращались вокруг массивной звезды. Возможно, что обнаруженные у пульсара планеты сформировались уже после взрыва сверхновой, но из чего и как – не ясно.

Пока планетные системы нейтронных звезд по причине их непонятного происхождения считают чем-то неполноценным.

Успех Доплер-эффекта: планеты у нормальных звезд. Первую «настоящую» экзопланету обнаружили в 1995 астрономы Женевской обсерватории Мишель Майор (M.Mayor) и Дидье Квелоц (D.Queloz), построившие оптический спектрометр, определяющий доплеровское смещение линий с точностью до 13 м/с.

Любопытно, что американские астрономы под руководством Джеффри Марси (G.Marcy) создали подобный прибор раньше и в 1987 приступили к систематическому измерению скоростей нескольких сотен звезд; но им не повезло сделать открытие первыми.

В 1994 Майор и Квелоц приступили к измерению скоростей 142 звезд из числа ближайших к нам и по своим характеристикам похожих на Солнце. Довольно быстро они обнаружили «покачивания» звезды 51 в созвездии Пегаса, удаленной от Солнца на 50 св. лет.

Колебания этой звезды происходят с периодом 4,23 сут и, как заключили астрономы, вызваны влиянием планеты с массой 0,47 Мю (для нее уже предложено имя – Эпикур).

Это удивительное соседство озадачило ученых: совсем рядом со звездой как две капли воды похожей на Солнце бешено мчится планета-гигант, обегая ее всего за четыре дня; расстояние между ними в 20 раз меньше, чем от Земли до Солнца. Астрономы не сразу поверили в это открытие.

Ведь обнаруженная планета-гигант из-за ее близости к звезде должна быть нагрета до 1000 К. Горячий юпитер? Такого сочетания астрономы не ожидали. Быть может, за колебания звезды была принята пульсация ее атмосферы? Однако дальнейшие наблюдения подтвердили открытие планеты у звезды 51 Пегаса.

Затем обнаружились и другие системы, в которых планета-гигант обращается очень близко к своей звезде; термин «горячий юпитер» прочно вошел в обиход.

Поиском экзопланет сейчас занято более 150 астрономов на различных обсерваториях мира, включая самую продуктивную научную группу Дж.Марси и группу М.Майора.

Для выработки терминологии и координации усилий в этой области Международный астрономический союз (МАС) создал Рабочую группу по внесолнечным планетам, первым руководителем которой избран американский астроном-теоретик Алан Бос (A.Boss).

Предложена временная терминология, согласно которой «планетой» следует называть тело массой менее 13 Мю, обращающееся вокруг звезды солнечного типа; такие же объекты, но свободно движущиеся в межзвездном пространстве, следует называть «коричневыми субкарликами» (sub-brown dwarfs).

Сейчас этот термин употребляется в отношении нескольких десятков предельно слабых объектов, найденных в 2000-2001 в туманности Ориона и не связанных со звездами. Они излучают в основном в инфракрасном диапазоне и по массе, вероятно, лежат в промежутке между коричневыми карликами и планетами-гигантами. Ничего определенного о них пока сказать нельзя.

Свойства обнаруженных экзопланет. Несколько столетий астрономы бьются на загадкой происхождения Солнечной системы. Главная проблема в том, что нашу планетную системы до сих пор не с чем было сравнить.

Теперь ситуация изменилась: практически каждый месяц астрономы открывают новую экзопланету; пока это планеты-гиганты, но скоро новые приборы позволят обнаруживать и планеты земного типа. Станет возможной классификация и сравнительное изучение планетных систем.

Это значительно облегчит отбор жизнеспособных гипотез и построение правильной теории формирования и ранней эволюции планетных систем, в том числе – Солнечной системы. На 1 сентября 2001 статистика исследований экзопланет такова:

· поиск планет произведен приблизительно у 1000 звезд; это почти все звезды в окрестности 30 пк от Солнца;

· у 58 звезд обнаружены планетные системы, содержащие от 1 до 3 планет, всего обнаружено 68 экзопланет;

· минимальная масса экзопланеты (M sin i), обнаруженной рядом с нормальной звездой, равна 0,15 Мю;

· обнаружены планетные системы у двух радиопульсаров, причем в одной из этих систем (PSR 1257+12) присутствуют планеты земной массы;

· заподозрены планеты еще у дюжины звезд;

· орбитальные периоды обнаруженных экзопланет лежат в диапазоне от 3 сут до 7 лет, а большие полуоси орбит – от 0,04 до 3,7 а.е.;

· эксцентриситеты орбит экзопланет лежат в диапазоне от 0,0 до 0,93; при этом орбит с большим эксцентриситетом оказалось довольно много (в отличие от Солнечной системы, где большие планеты движутся по почти круговым орбитам);

· амплитуда наблюдаемых колебаний лучевой скорости звезды под виянием планеты от 10 м/с (инструментальный предел) до 2 км/с;

· ближайшая экзопланета обнаружена у звезды Эпсилон Эридана, на расстоянии 10 св. лет от Солнца. Она чуть меньше Юпитера и обращается на расстоянии 3,3 а.е. от звезды чуть менее массивной и менее горячей, чем Солнце;

· лишь в одном случае (звезда HD 209458) Земля оказалась почти в плоскости орбиты экзопланеты (i = 85,2 град.). Поэтому астрономы систематически, дважды в неделю, наблюдают прохождения экзопланеты перед звездой, вызывающие неглубокие (1,5%) затмения.

Это позволило очень точно установить орбитальные и физические параметры планеты и звезды. В частности, имея массу 0,69 Мю, планета в 1,54 раза больше Юпитера по размеру. Это не удивительно, если учесть, что она обращается на расстоянии всего 0,045 а.е. от звезды, немного более массивной и яркой, чем наше Солнце.

В таком положении планета должна быть весьма горячей и иметь протяженную атмосферу.

В целом обнаружение первых внесолнечных планетных систем стало одним из крупнейших научных достижений 20 столетия. Решена важнейшая проблема – Солнечная система не уникальна; формирование планет рядом со звездами – это закономерный этап их эволюции.

В то же время становится ясно, что Солнечная система нетипична: ее планеты-гиганты, движущиеся по круговым орбитам вне «зоны жизни», позволяют длительное время существовать в этой зоне планетам земного типа, одна из которых – Земля – имеет биосферу.

Другие планетные системы редко обладают этим качеством.

В январе 1998 года начала свою работу группа Англо-Австралийского телескопа. Используя 3,9 метровый телескоп в Австралии, астрономы группы исследовали около 200 близких звезд солнечного типа до 8 звездной величины, находящихся на южном небе.

Их программа рассчитана до 2010 года, и уже принесла значительные результаты: в тесном сотрудничестве с Ликской обсерваторией было открыто несколько десятков планет.

Спустя десятилетие после открытия первой внесолнечной планеты у нормальной звезды удалось достичь минимального порога масс для планет в 30-40 масс Земли и максимального периода обращения в 10 лет.

В 2004 году, используя новые спектрографы, удалось повысить точность измерения лучевых скоростей до 1 метра в секунду, что позволило сразу открыть совершенно новый класс объектов – так называемые “горячие нептуны” с массами порядка 15 масс Земли. В августе 2004 года свои открытия одновременно опубликовали и европейские, и американские астрономы.

Европейские исследователи использовали спектрограф HARPS, установленный на 3,6 метровом телескопе в Ла-Силла. Американцы использовали телескоп Hobby-Eberly (HET) в обсерватории Мак-Дональд (Техас).

Используя также и астрометрические данные Хаббловского космического телескопа, что позволило определить наклон планетной системы к лучу зрения, они открыли четвертую внутреннюю планету в уже известной системе 55 Cancri. Спустя год количество “горячих нептунов” достигло десятка. А летом 2005 года группа Дж. Марси объявила об открытии планеты массой около 7 масс Земли.

Эта планета стала первой, которая, по-видимому, имеет твердую поверхность и относится к так называемому классу “суперземель”. Для обнаружения этой планеты у звезды Glise 876, рядом с которой уже было открыто два газовых гиганта, использовали телескоп Кек на Гавайских островах.

Но на этом американские исследователи останавливаться не собираются, следующий их шаг – глубокая модернизация 2,4-метрового телескопа в Ликской обсерватории и создание так называемого “Обнаружителя скалистых планет” (RPF).

Он должен обнаружить 5-20 планет с массой, близкой к массе Земли, вокруг звезд, выбранных в качестве целей для будущих космических обсерваторий NASA – SIM и TPF. По-видимому этот проект станет первым для изучения планет земной массы у обычных звезд. В течение месяца каждую ночь телескоп будет непрерывно изучать одну из соседних звезд, чтобы обнаружить минимальные колебания спектральных линий йода, и должен открыть каменные планеты в радиусе до 0,2 астрономических единиц от звезды.

Как формировались планеты Солнечной системы

Экзопланета на стадии формирования – все о космосе

На этот вопрос поможет ответить ведущая теория, которую принято называть «протопланетной гипотезой». Согласно ей, небольшие космические объекты влетали друг в друга, из-за чего происходило их соединение. Именно так формировались гиганты нашей планетарной системы, в том числе и «газовый гигант» Юпитер. Сам процесс формирования планет очень интересен и до конца еще не разгадан.

Все началось с рождения нашего светила – звезды по имени Солнце

Вышесказанная теория гласит, что примерно 4,6 миллиардов лет назад на месте нашей планетарной системы не было практически ничего, кроме газа и мелкодисперсной пыли. Данные составляющие образовывают туманности, о которых в современное время часто говорят астрофизики. Примером таких объектов является «Туманность Ориона».

Однажды, как считают планетологи, произошло некое событие, которое изменило давление в центральной части туманности. Возможно, данным событием являлся взрыв «сверхновой» либо пролет массивного космического объекта в непосредственной близости. В любом случае, после этого события туманность распалась, а в ее центре образовался диск.

Давление в центральной части диска возросло настолько, что атомы водорода стали контактировать друг с другом, причем довольно тесно. До этого они спокойно сосуществовали и свободно перемещались в облаке. Контакт между атомами водорода заставил их слиться и превратиться в гелий.

Таким образом, сформировался солнечный «зародыш», который в дальнейшем стал центром (ядром) светила.

Чтобы сформироваться, светилу понадобилось около 99% космического стройматериала, который располагался вокруг него. Но 1% материи все еще оставался свободным. Именно из него родились планеты, о которых мы знаем ныне практически все.

Вселенский хаос

Несмотря на то, что на ранней стадии формирования наша планетарная система находилась в хаосе, планеты формировалась с завидной скоростью. Газообразные вещества и космическая мелкодисперсная пыль быстро собирались в «сгустки».

Светило уже тогда было настолько горячим, что испаряло любой лед, находившийся рядом с ним. Постепенно рождались и приобретали свою теперешнюю форму планеты.

Каменистыми стали те объекты, которые располагались ближе к светилу, а газовыми – максимально отдаленные от него.

Согласно многим теориям, в нашей планетарной системе изначально было больше составляющих. Маленькие объекты постоянно врезались в большие, после чего становились их частью. Существует даже мнение, что когда-то в нашу Землю впечатался объект, по размеру сопоставимый с планетой Марс.

Почему происходила данная «космическая бомбардировка», ученые не могут понять по сей день. Возможно, причиной тому являлись «газовые гиганты», которые постоянно тревожили остальных своим присутствием.

Пролетая, они сбивали с орбиты «карликов-планет», которые потом врезались в более крупные объекты.

Можно ли считать, что на сегодняшний день все планеты Солнечной системы сформировались

Так думать не следует, так как в вышесказанной планетарной системе еще имеются объекты, которые теоретически могли бы стать планетами. К примеру, астероидный пояс, расположенный между гигантом-Юпитером и Марсом.

Если бы гравитация первой планеты была бы мене сильной, возможно, астероиды сформировались бы в цельный космический объект. Кроме этого, через нашу систему постоянно пролетают кометы, метеориты и прочие объекты.

Астрономы называют их «космическими кирпичиками» и не зря.

Теориям, подобным вышеописанной, можно доверять, так как астрономы проверяют их несколько раз с помощью современной технологии – компьютерного моделирования.

Перед тем, как предложить теорию, специалисты создают несколько компьютерных моделей. В каждой из них события развиваются по-разному.

Приемлемым вариантом будут считать тот, результат которого максимально соответствует действительности.

Экзопланеты и инопланетяне. Все, что нужно знать о громком открытии NASA

Экзопланета на стадии формирования – все о космосе

Только что открытые экзопланеты могут быть обитаемыми, и до них рукой подать по космическим меркам.

Но нам пока нечем их изучать и не на чем туда лететь

Как ранее сообщало НВ, американское космическое агентство (NASA) провело экстренную пресс-конференцию в своей штаб-квартире в Вашингтоне.

В ходе мероприятия представители NASA объявили о важнейшем открытии в истории поиска внеземной жизни.

Нет, никаких инопланетян ученые пока обнаружить не смогли, но наши познания о близлежащем космосе получили настоящий прорыв. А шансы найти инопланетные формы жизни выросли в разы.

НВ проанализировало все аспекты громкого открытия. Вот самые важные моменты:

Что, собственно, открыли?

Найдены семь экзопланет, которые вращаются вокруг одиночной звезды TRAPPIST-1. Теоретически, на них могут быть условия, которые с точки зрения современной науки являются пригодными для жизни.

А что такое экзопланета?

Так называют планеты, которые расположены за пределами Солнечной системы. Иными словами, вращающиеся вокруг других звезд.

Как было совершено открытие?

Ученые из NASA разглядели экзопланеты на снимках телескопа Spitzer. Это орбитальный телескоп, запущенный NASA в 2003 году. Его оборудование позволяет наблюдать космос в инфракрасном диапазоне.

Ценность таких наблюдений в том, что их можно сделать только из космоса. Наземные телескопы не могут делать такие снимки, поскольку инфракрасное излучение почти полностью поглощается земной атмосферой.

В 2009 году Spitzer частично вышел из строя из-за окончания запасов хладагента, необходимого для работы оборудования. Но часть его приборов по-прежнему функционирует.

Что это за звезда такая?

Звезда TRAPPIST-1 расположена на расстоянии 39 световых лет от Земли. Она намного меньше Солнца (примерно в 12 раз) и ее температура ощутимо ниже.

И что там за планеты?

Их семь. Они расположены достаточно близко друг к другу, чтобы их гравитационные поля взаимодействовали. Это и позволило ученым оценить массу планет. Самая маленькая из них имеет массу 0,4 от земной, самая крупная — 1,4.

В целом планетная система очень похожа на Юпитер и его спутники.

Если поместить эту планетную систему в масштабы Солнечной системы, а звезду TRAPPIST-1 — на место Солнца, то все планеты находились бы в пределах орбиты Меркурия.

Особенностью этой планетной системы также является тот факт, что все планеты всегда обращены к своему светилу одной стороной, подобно тому, как Луна по отношению к Земле.

Иными словами, на одной стороне каждой планеты всегда ощутимо холоднее, чем на другой.

Ученые подсчитали, что звезда TRAPPIST-1 примерно в 200 раз тусклее нашего Солнца. Когда оно стоит в зените с поверхности ближайшей планеты она покажется столь же яркой, каким кажется Солнце на Земле в завершающей стадии заката.

Почему считается, что там может быть жизнь?

Как минимум, три планеты из семи расположены в так называемой обитаемой зоне планетной системы.

А что такое обитаемая зона?

Это условная зона, в пределах которой планеты расположены на таком расстоянии от звезды, что получают достаточное количество тепла, чтобы на них могли возникнуть приемлемые для возникновения жизни условия. В частности, вода может находиться в жидком состоянии.

На планетах, которые расположены к звезде ближе пределов обитаемой зоны, вода просто не может возникнуть. На планетах, расположенных дальше, жидкости могут существовать только в виде льда.

Другими факторами возможного возникновения жизни на планетах в обитаемой зоне также считаются отсутствие сильных звездных ветров, способных разрушить атмосферу планет, а также наличие в планетной системе планет-гигантов, способных отклонять от обитаемой зоны кометы и астероиды благодаря своему мощному гравитационному полю. В Солнечной системе такую роль выполняет газовый гигант Юпитер.

Так почему же там может быть жизнь?

Согласно предварительным наблюдениям на планетах в обитаемой зоне есть вода и кислород.

По нынешним представлениям земной науки, это — ключевые факторы возникновения жизни.

У этих экзопланет есть названия?

Пока нет. В ходе пресс-конференции один из ученых рабочей группы NASA, совершившей открытие, пошутил, что поскольку название звезды TRAPPIST означает одну из разновидностей пива из Бельгии, сами планеты тоже хотели назвать в честь разных сортов бельгийского пива.

Окончательное решение пока не принято.

Разве это первые экзопланеты, найденные астрономами?

Нет, на текущий момент астрономы обнаружили свыше 3,5 тыс. экзопланет в более чем 2,6 тыс. планетных систем.

Так почему же столько шума?

Дело в том, что до сих пор наиболее похожей по всем параметрам на Землю являлась экзопланета Kepler-438b. Она расположена аж в 470 световых годах от Земли.

Это очень далеко, да?

Световой год — это мера длины (а не времени, как может подумать непосвященный человек). Она означает расстояние, которое свет преодолевает в вакууме за один год стандартного земного юлианского календаря.

Для того, чтобы оценить масштаб проблемы, достаточно осознать, что свет долетает от Солнца до Земли за 8 минут, а до Плутона — за 8 часов.

Легендарные космические аппараты Voyager, отправленные с Земли три десятилетия назад, сейчас находятся на расстоянии от Солнца, которое свет преодолевает за 14 часов.

Гипотетическими пределами Солнечной системы считается внешний край облака Оорта — источника комет. Свету требуется около 1,5 лет, чтобы долететь туда от Солнца.

Но 39 световых лет, это все равно очень много?

Да, это чудовищное расстояние, учитывая технический уровень развития человечества.

У нас нет технологий, которые позволили бы быстро и детально изучить новые экзопланеты.

Так мы не узнаем, есть ли там инопланетяне?

Собственно, надежда есть. Первые три планеты вокруг TRAPPIST-1 были открыты еще в мае 2016 года. Остальные четыре за прошедший год удалось рассмотреть при помощи наземных телескопов и снимки орбитального телескопа Spitzer.

Кое-какие данные были получены благодаря снимкам орбитального телескопа Hubble.

Основные надежды ученые возлагают на James Webb — наследник Hubble, намного более мощный, будет запущен в 2018 году. С его помощью станет возможным получить снимки, на которых будет видно наличие атмосферы на планетах. И даже сделать выводы о ее составе.

Эксперты NASA считают, что нам потребуется несколько лет, чтобы дать ответ на вопрос о наличии атмосферы.

Допустим, там есть атмосфера, значит ли это, что там есть жизнь?

Вовсе не обязательно.

Жизни там может не быть вовсе. Или она может пребывать в зачаточном состоянии и в примитивных формах.

Во всяком случае никакой радиоактивности в этой планетной системе не было зафиксировано. Принято считать, что технологически развитая цивилизация непременно будет «фонить» в космос. Вывод об этом можно сделать, оценив масштаб шумов в различных диапазонах, которые извергает в космос Земля.

А если там есть хоть какая-то жизнь, как нам вступить с ней в контакт?

Простейший способ — радиосигналы. При условии, что на «том конце» будет кому слушать.

О том, чтобы отправить к TRAPPIST-1 экспедицию речь пока не идет. При существующих технологиях 39 световых лет (12 парсек) — это бесконечность.

Voyager потребуется почти 300 тыс. лет, чтобы преодолеть расстояние до Сириуса, самой яркой звезды земного небосклона. А Сириус расположен лишь в 8,6 световых лет от Земли.

Самый быстрый космический аппарат, созданный землянами — зонд New Horizons способен пролететь это расстояние за 78 тыс. лет.

До тех пор, пока не будут освоены какие-то принципиально другие технологии путешествий в космосе, добраться до TRAPPIST-1 землянам не суждено.

Читайте также – На экстренной пресс-конференции в NASA сообщили об открытии семи экзопланет

Будущие миссии НАСА

Экзопланета на стадии формирования – все о космосе

Экзопланеты

Охота началась! Космическое агентство НАСА начало отбор претендентов для разработки и осуществления следующих масштабных миссий по изучению космического пространства.

Обсерватории, такие как космический телескоп Хаббла произвели революцию в понимании человечеством Вселенной. И предстоящие проекты, такие как космический телескоп Джеймса Вебба (JWST) и миссия WFIRST-AFTA – старт которых запланирован на 2018 и середину 2020 года, соответственно – обещают совершить ещё более значительные открытия.

Но что произойдет после этого? Какие космические телескопы планирует построить НАСА через несколько десятков лет? Сейчас картина стала немного понятнее: ранее, в прошлом месяце, космическое агентство объявило, что оно формирует четыре рабочие группы для рассмотрения возможных концепций будущих инструментов для изучения космоса, строительство которых, скорее всего, начнётся после 2030 года.

Одна из четырёх концепций ориентирована на прямую визуализацию поверхности экзопланет и поиска признаков жизни на них. Остальные три направлены на строительство космических телескопов, предназначенных для наблюдения в определённых диапазонах: ультрафиолетовом, оптическом, коротковолновом инфракрасном диапазоне, рентгеновском диапазоне, и длинноволновом инфракрасном диапазоне.

Космическое агентство уже начало приём заявок от учёных желающих присоединиться к одной из четырех групп. Пол Герц (Paul Hertz), директор подразделения астрофизики НАСА выступил с этим заявлением на 227 заседании Американского астрономического общества в штате Флорида в начале прошлого месяца, в котором он объявил о создании групп и начале приёма предложений об участии в них.

В конечном итоге эти группы предоставят отчёт, который покажет, какие данные каждая миссия сможет получить, какие возможности, а также ограничения она будет иметь, и, какой из новых инструментов принесёт больше пользы обществу в целом и астрономии в частности.

Вот краткое описание каждой из четырех концептуальных миссий и данные которые они должны получить.

Миссия по обнаружению жизни на экзопланетах “HabEx”

На сегодняшний день благодаря работе космического телескопа Кеплер, а также при использовании других инструментов, учёными обнаружено более 2000 планет за пределами Солнечной системы.

Теперь учёные хотят найти способ, который позволил бы им увидеть не слишком далёкие от Земли экзопланеты напрямую.

Телескоп способный увидеть экзопланету сможет передать исследователям важные данные о её атмосфере и условиях на её поверхности, что в свою очередь поможет обнаружить признаки обитаемости либо био-активности на экзопланете.

Так называемая “HabEx” миссия: “поможет оценить распространенность обитаемых планет и, возможно, обнаружит примитивную жизнь в нашей галактике” сказал Бертран Менессон (Bertrand Mennesson).

HabEx также позволит ученым исследовать условия на поверхности, а также атмосферу на всех видах планет, в том числе на: ледяных гигантах, газовых гигантах и скалистых планетах, вокруг различных типов звезд и в разнообразных звёздных системах.

Такой телескоп также сможет получать изображения молодых планетарных систем на ранних стадиях их формирования, обеспечивая тем самым более лучшее понимание эволюции звёздных систем во всех уголках галактики.

Большой ультрафиолетовый, оптический и инфракрасный телескоп (LUVOIR)

Космический телескоп Хаббла, с его 2,4 метровым (7,9 футов) основным зеркалом совершил революцию в изучении далёкого космоса. Представьте себе, как изменит мир космический телескоп с 12-метровым (39 футов) зеркалом.

Звёздное скопление

У астрономов было много предложений относительно такого рода телескопа, который собирал бы свет в ультрафиолетовой, оптической и инфракрасной области спектра. Одним из последних таких предложений была названа миссия HDST (космический телескоп высокой четкости), но общая концепция называется LUVOIR.

Рентгеновская миссия (XRSM)

Вселенная в рентгеновском спектре оказалась очень странным и красивым местом, что подтверждают снимки с различных космических телескопов, в том числе обсерваторий Чандра, XMM-Newton, а также миссии NuSTAR.

Все эти телескопы уже помогли учёным изучить широкий спектр необычных космических объектов, таких как сверхновые, чёрные дыры и диски вещества, циркулирующего вокруг них, галактики, а также таинственную темную материю.

Галактика

Новая рентгеновская обсерватория может обеспечить понимание того, как ведет себя вещество в некоторых наиболее экстремальных условиях космоса, например, в области вокруг черной дыры. Это даст исследователям ответ на вопрос о зарождении и развитии первых сверхмассивных чёрных дыр во Вселенной, а также первых галактик, находящихся на краю видимой Вселенной.

Дальний ИК-диапазон (FIRSM)

Все звёзды во Вселенной излучают невероятное количество видимого света, однако теперь учёные знают, что это лишь половина от их общего числа, поскольку другая часть звёзд заблокирована облаками, состоящими из газа и пыли, и увидеть их можно только в инфракрасном диапазоне.

С использованием такого рода телескопов, учёные смогут изучить, процессы формирования звезд и планет.

Инфракрасные наблюдения также отлично подходят для идентификации химических веществ, из которых состоят объекты, находящиеся в отдаленных космических областях.

Телескопы, отслеживающие дальний инфракрасный диапазон, смогут изучать звёзды на разных стадиях их жизненного цикла, что позволит определить, где и когда образовались различные химические элементы.

Понравился материал?
Тогда вступай в группу:

Астрономам удалось сфотографировать экзопланету на стадии формирования

Экзопланета на стадии формирования – все о космосе

21.10.11 Астрономы Адам Краус (Adam Kraus) и Майкл Айрленд (Michael Ireland) из Гавайского университета в Маноа (США) и Университета Маккуори (Австралия), вероятно, сняли планету в момент её образования.

Объектом нового исследования стала звезда LkCa 15 — аналог Солнца, лежащий в приближенной (145 ± 15 пк) к нам области звездообразования в Тельце и Возничем.

Масса LkCa 15 оценивается в 0,97 ± 0,03 солнечной, а её возраст составляет всего (2+2–1) млн лет.

Ранее — в 2007-м — было установлено, что массивный протопланетный диск этого светила имеет сложную структуру со щелью: учёные зарегистрировали ближнее ИК-излучение «тёплой» пыли, находящейся в радиусе одной астрономической единицы от звезды, и среднее и дальнее ИК-излучение «холодной» пыли, удалённой более чем на 50 а. е., а срединная область диска оказалась свободной. Прошлогодниенаблюдения диска LkCa 15, выполненные на телескопе «Субару», подтвердили эту информацию.

Образование щели в диске можно объяснить воздействием компаньона LkCa 15 из двойной системы, но его поиски ни к чему не привели. Когда этот вариант был исключён, самой перспективной стала гипотеза о формировании планеты на орбите звезды.

Чтобы проверить это предположение, авторы провели длительные наблюдения LkCa 15 на длинах волн в 2,1 и 3,7 мкм с помощью 10-метрового телескопа Кек II и системы адаптивной оптики.

Последняя, напомним, нейтрализует искажения, вносимые атмосферой Земли в изображение космических объектов, и объединяет в себе анализатор снимков, программу, вырабатывающую сигналы коррекции, и некие механизмы, которые изменяют по приходу этих сигналов оптическую систему, приводя её к оптимальному виду.

Поскольку форму массивного главного зеркала адаптивная оптика менять не может, ей приходится управлять «лёгким» многоэлементным зеркалом, установленным у выходного зрачка телескопа.

Г-да Краус и Айрленд использовали также давно известную интерферометрическую методику, которая позволяет довести разрешающую способность оптической системы до дифракционного предела.

Её суть: астрономы намеренно блокируют часть собираемого излучения, устанавливая на его пути маску с небольшими отверстиями и разбивая исходную апертуру телескопа на некоторое число «субапертур», функционирующих подобно интерферометрическому массиву.

В случае LkCa 15 применялась маска с девятью отверстиями, пропускавшая лишь 11% от общего падающего потока излучения.

Обработав данные, авторы выделили сразу три точечных источника излучения (один — на 2,1 мкм и два — на 3,7 мкм) в центре щели протопланетного диска. Истинное расстояние между этими объектами и звездой было оценено в 20,1 ± 2,8, 15,9 ± 2,1 и 18,4 ± 2,6 а. е.

Дальнейшие расчёты показали, что самую простую гипотезу, в которой центральный источник излучения на 2,1 мкм становится экзопланетой, а окружающее его излучение на 3,7 мкм испускается аккретирующим околопланетным веществом, следует считать и наиболее вероятной. Если указанные выше расстояния в 16–20 а. е. определены верно, орбитальный период молодой планеты, движущейся по круговой орбите, составит около 90 лет. В ближайшие годы это движение можно будет зарегистрировать на высоком уровне значимости.

Интересно, что ширина интервала между предполагаемой экзопланетой и краем щели намного превосходит расстояние, вычисляемое теоретически.

Когда планета расчищает пространство в диске, размер «колеи» должен соответствовать радиусу сферы Хилла — участка, на котором планета притягивает свои спутники сильнее, чем LkCa 15, вокруг которой она обращается.

Даже если масса обнаруженного тела составляет 10 юпитерианских, его радиус Хилла не превысит 2–3 а. е., тогда как ширина щели переваливает за 50 а. е.

Это может означать, что в системе LkCa 15 находятся другие планеты, менее яркие и оставшиеся незамеченными. Есть и альтернативное объяснение: найденная планета может двигаться не по круговой, а по вытянутой орбите.

Дмитрий Сафин

science.compulenta.ru

Adblock
detector