Зачем ищут планеты кратко
Обновлено: 04.07.2024
Экзопланеты — это планеты, вращающиеся вокруг других звезд за пределами Солнечной системы. По сравнению со звездами они очень маленькие и не могут так ярко светить, поэтому их обнаружение долгое время было невозможным, а само существование находилось под вопросом. Звезды буквально прятали планеты за своим ярким светом.
Как их открывают
Самое раннее заявление об обнаружении экзопланеты датируется 1988 годом, однако подтвердить, что это была именно экзопланета, удалось только спустя 15 лет, в течение которых уже были обнаружены десятки новых экзопланет. Методов открытия экзопланет тоже не так мало.
Первое надежное открытие экзопланеты случилось в 1995 году, у звезды солнечного типа. С помощью сверхточного спектрометра астрономы обнаружили покачивание звезды в созвездии Пегаса с периодом 4,23 сут. Это один из способов открытия других планет. И звезды и планеты вращаются вокруг общего центра масс, и в процессе влияют друг на друга. Например, если смотреть на Солнечную систему издали, то Юпитер больше влияет на Солнце, чем все другие планеты, так как он самый тяжелый. При наблюдении мы заметим, что с периодом обращения Юпитера Солнце то приближается к наблюдателю, то удаляется, и по строгой периодичности процесса можно догадаться, что там действительно есть невидимый спутник. Этот способ подходит тогда, когда есть одна звезда и одна тяжелая планета.
Какие бывают экзопланеты
Самый часто встречающийся тип экзопланет — это сверхземли (суперземли). Такие планеты превосходят Землю по массе примерно в 5–10 раз. Они могут иметь разный состав, могут быть каменными, могут иметь толстые газовые оболочки. Они весьма многочисленны и не похожи ни на одну планету в Солнечной системе. Наиболее вероятно, что землеподобные планеты благоприятны для возникновения жизни.
Второй тип планет — газовые гиганты. В 1995 году ученые как раз обнаружили планету такого типа, которая очень напоминала Юпитер. Эти планеты в основном состоят из водорода, гелия, аммиака, метана и других газов.
Есть также одиночные планеты, у которых нет своей звезды. Точнее они были раньше, но что-то случилось с самой звездой, либо планета каким-то образом покинула систему.
А есть ли там жизнь
Сейчас известно огромное количество экзопланет, а если еще считать кандидатов в экзопланеты, то их количество уже превышает 20 тысяч. Часть из них, даже из известных планет, потенциально могут быть обитаемыми. Как же мы можем убедиться в том, что на этих планетах есть или может быть жизнь?
Определить есть ли на экзопланете жизнь земного типа помогают биомаркеры — вещества, которые говорят о том, что на планете могут существовать растения или микроорганизмы. Основных биомаркеров пять: кислород, озон, вода, метан и углекислый газ. Каждый из них по отдельности может иметь естественное происхождение, в то время как их комбинации могут указывать на жизнь земного типа.
Если эта пятерка присутствует в атмосфере планеты, которая по массе и радиусу похожа на Землю и находится в зоне обитаемости (расстояние от экзопланеты до звезды, на котором планета может получать энергию от своей звезды), то вероятность, что там присутствует жизнь земного типа, велика.
Сможет ли человек там жить
Сначала нужно понять, действительно ли планета пригодна для жизни. На данный момент научное оборудование еще не настолько совершенно, чтобы полностью это доказать. Расстояние от Солнечной системы до ближайших возможных экзопланет земного типа составляет 50 световых лет.
Впрочем, в этой области постоянно совершаются новые открытия. В конце февраля астрономы из Кембриджского университета опубликовали результаты исследования планеты K2-18b, расположенной в 124 световых годах от Земли. Ученые пришли к выводу, что условия на этой экзопланете могут быть максимально близки к земным. А если точнее – данные говорят о высокой вероятности наличия там воды в жидком виде.
В настоящее время ученые больше занимаются поиском и изучением атмосферы таких планет. Всего за несколько десятилетий, наука от идеи, что где-то еще возможна жизнь, пришла к возможности указывать на конкретные объекты. Возможно, что в далеком будущем мы сможем переселиться на одну из таких планет.
Большинство открытых экзопланет находятся в одном регионе нашей Галактики — внутри Млечного пути. При помощи мощных телескопов ученые измеряют размеры планет, их состав и поверхность. Большая часть открытых экзопланет состоят из тех же элементов, что и планеты Солнечной системы. Отличаются только комбинации и соотношение: на некоторых больше воды и льда, на других — железа и углерода. При этом нет ни одной планеты, которая была бы идентична Земле или другим телам Солнечной системы.
Первую экзопланету обнаружили в 1992 году. С тех пор астрономы идентифицировали тысячи планет, и их число постоянно растет. С Земли не всегда просто обнаружить новые тела: не хватает мощности телескопов, и обзор может перекрываться звездами или другими планетами. Количество открытых небесных объектов может увеличиться в разы, как только ученые наладят технологию запуска космических роботизированных телескопов, которые будут отправлять на Землю данные о своих наблюдениях. Часть таких телескопов уже запущена в космос, но развитие направления поможет ускорить процесс открытия и изучения небесных тел.
Какие бывают типы экзопланет
Наша Галактика состоит из огромного количества звезд — не менее 100 млрд, включая Солнце. Если представить, что вокруг каждой звезды вращается минимум одна планета, то количество неоткрытых экзопланет представляется астрономическим. При этом ученые предполагают, что у каждой звезды есть своя система, в которую входит сразу несколько планет. В таком случае количество экзопланет внутри одного Млечного Пути может составлять триллионы.
Тысячи лет до нашего поколения люди догадывались о существовании планет за пределами Солнечной системы. Сейчас мы точно знаем, что экзопланеты существуют и их много, но все еще не можем добраться ни до одной из них. У ближайшей к Земле звезды — Проксима Центавры — есть минимум одна планета. Вероятно, это планета земного типа, и на ней может находиться вода. Но лететь до нее придется более четырех световых лет, при этом ученые пока не могут с точностью описать свойства планеты и сказать, подходит ли она для жизни. Остальные экзопланеты находятся на расстоянии сотен или тысяч световых лет от нас, и посетить их пока нет никакой возможности.
С момента открытия первой экзопланеты прошло почти 30 лет, но мы до сих пор не знаем о всем разнообразии существующих планет. Поэтому их деление скорее условно.
Газовые гиганты
В космосе встречаются газовые гиганты, наподобие Юпитера и Сатурна. Сейчас известно о 1367 экзопланетах такого типа. Самые известные из них:
51 Pegasi b — газовый гигант с атмосферной температурой более 1000 °C. Первая открытая планета из тех, что вращаются вокруг звезд солнечного типа.
KELT-9 b — cамая горячая известная экзопланета. Температура на дневной стороне может подниматься до 4600 °C. Находится на расстоянии 667 световых лет от Земли.
Нептунианские экзопланеты
Маленькие планеты с атмосферой, на которых преобладают водород и гелий. Открыто 1484 планеты, самые известные:
Kepler-1655 b — экзопланета, похожая на Нептун. Полный оборот вокруг звезды (то есть, один год) на Кеплере, проходит за 11,9 дней. Экзопланету открыли в 2018 году.
GJ 436 b — экзопланета, которая находится относительно близко к Земле: лететь до нее придется 32 года.
Суперземли
Экзопланеты из газа, горных пород и их комбинаций, которые в несколько раз больше Земли. Открыто 1346 планет, самые известные:
Barnard’s Star b — вторая самая близкая к Земле экзопланета, лететь до нее шесть лет. Планету открыли в 2018 году. Она в 3,2 раза больше нашей планеты. Звезда, вокруг которой вращается экзопланета, дает ей только 2% энергии, которую получает Земля от Солнца.
GJ 15 A b — экзопланета, которая вращается вокруг звезды красного карлика в 11 световых годах от Земли. В ее системе есть еще одна планета, что делает ее ближайшей к нам суперземлей со своей системой.
Планеты земного типа
Скалистые тела, похожие на Землю, Марс или Венеру. Открыто 164 планеты, самые известные:
TRAPPIST-1 e — ее масса составляет 60% массы Земли, а год на планете длится 6,1 дня. Планету открыли в 2017 году.
TRAPPIST-1 d — как и Земля — третья планета от своей звезды. Скалистая планета с температурой поверхности около 2290 °C.
Как ищут экзопланеты
Чтобы найти экзопланету, астрономы пытаются обнаружить признаки нахождения планеты у материнской звезды. Свойства звезды могут меняться, если вокруг нее вращается планета. Во-первых, планета влияет на вращение: звезда начинает немного раскачиваться, и специальное оборудование может уловить это движение. Планета — единственное, что может повлиять на такое изменение. Во-вторых, мощный телескоп может поймать небольшую тень, которая исходит от планеты на звезду. Существуют и другие способы поиска, но эти два считаются основными и применяются чаще всего.
Несмотря на существование таких способов, ученым пока не хватает мощностей, чтобы открыть все планеты. До сих пор не было обнаружено ни одной системы, похожей на Солнечную. Вероятно, это говорит о том, что современные телескопы не могут уловить маленькие планеты. К тому же многие из них вращаются на далеком от звезд расстоянии, и на них почти не падает свет, что делает их поиск почти невозможным с далекого расстояния.
Актуальные прогнозы исследований экзопланет
Мощные телескопы и технологии нового поколения помогут открыть все большее количество экзопланет. Они помогут приблизить нас к поиску планет, похожих на Землю: такие вращаются относительно далеко от звезд и имеют маленькие размеры.
Космический телескоп Джеймса Уэбба
Гигантский телескоп размером с теннисный корт будет запущен в космос из Французской Гвианы в 2021 году. Телескоп будет наблюдать Вселенную в инфракрасном свете, изучать формирование планетных систем и состав атмосфер экзопланет. Ожидается, что он станет главным космическим инструментом нынешнего десятилетия.
Космическая платформа: телескоп Нэнси Роман
В середине 2020-х годов в космос запустят электростанцию телескопов, которая поможет лучше изучить экзоланеты. Окно зрения этой станции будет в 100 раз превышать окно самого мощного телескопа NASA, который сейчас занимается поиском планет. Главная цель — изучение темной материи и темной энергии, но в рамках своей программы он будет делать и фотографии экзопланет. С его помощью начнут исследовать плотные звезды Млечного Пути, а на их фоне можно поймать и новые планеты.
Зачем изучать экзопланеты
В погоне за этими ответами ученые делают новые открытия и раскрывают детали Вселенной. В частности, находят возрастные планеты и делают предположения о том, как может развиваться Солнечная система и какие у нее сроки жизни.
Основная цель направления — поиск признаков жизни во Вселенной. Небо экзопланет может содержать элементы, которые помогут ответить на этот вопрос.
Недавно астрономы сделали первое в истории изображение молодой солнечной звезды в сопровождении двух гигантских экзопланет. Она очень похожа на нашу, но на гораздо более ранней стадии ее развития. Почему это событие так важно? Что из себя представляют экзопланеты? Есть ли земли, подобные нашей планете? Как ищут и зачем? И где можно искать жизнь вне нашей Солнечной системы?
Наша солнечная система является лишь крошечным проблеском в постоянно расширяющейся Вселенной . Существуют буквально бесчисленные миры в звездных системах, помимо наших собственных, известных как экзопланеты. Число известных экзопланет растет с каждым днем благодаря наблюдениям.
Многие из этих новых планет очень отличаются от тех, которые вращаются вокруг нашего Солнца, и даже архитектура экзопланетных систем мало похожа на нашу. Прошло время, и огромное количество информации было найдено в некоторых из этих далеких миров. Что еще более примечательно, так это то, насколько быстро область экзопланетных исследований выросла за относительно короткий период времени.
Экзопланеты — что это такое?
Экзопланета — это планета за пределами нашей Солнечной системы. Экзопланета вращается вокруг своей звезды — аналогу нашего Солнца. Вместе со звездой одна или несколько экзопланет составляют Солнечную систему, подобную нашей. Расстояние от ближайшей планеты до принимающей звезды может быть больше или меньше, чем у Меркурия, а дальние планеты могут располагаться дальше Сатурна и Плутона и быть больше Юпитера — так или иначе, экзопланета, одна или несколько образуют со своей звездой Солнечную систему.
- Система с одной или несколькими планетами.
- Система с двумя звездами и одной планетой.
- Система с планетами, которые могут иметь подходящие условия для стабильности воды на их поверхности, необходимые для компонента жизни, как мы его знаем.
Как ищут экзопланеты?
В 2006 году была запущена первая космическая миссия, посвященная экзопланетным исследованиям, — миссия под названием CoRoT. В течение нескольких месяцев после запуска CoRoT обнаружил свою первую планету, горячий юпитер, вращающийся вокруг звезды, подобной Солнцу. В следующие несколько лет CoRoT поставил экзопланетные исследования из космоса на устойчивую основу с постоянным обнаружением необычных планет.
Методы обнаружения экзопланет становятся все более точными.
Метод транзита позволяет телескопам измерять сияние, чтобы подтвердить присутствие планет вокруг звезды, поскольку при каждом прохождении планеты перед звездой происходит потемнение. Циклические изменения в яркости показывают прохождение планеты между Землей и звездой.
Астрометрия — это метод, который обнаруживает движение звезды путем точных измерений ее положения на небе. Этот метод также может быть использован для идентификации планет вокруг звезды путем измерения крошечных изменений в ее положении, когда она колеблется вокруг центра масс планетной системы.
Обнаружение с помощью гравитационного микролинзирования происходит, когда гравитационное поле звезды искривляет пространство-время, которое отклоняет свет от далекой звезды позади. Этот эффект виден только в том случае, если две звезды выровнены относительно Земли. Если у звезды, которая действует как линза, есть планета, поле планеты может иметь небольшой, но заметный эффект.
Прямое обнаружение экзопланет основано на изображениях высокого разрешения и высокой контрастности с использованием адаптивной оптики.
Сколько во Вселенной экзопланет? Какие они бывают?
К концу 2019 года было найдено и подтверждено более 4 000 экзопланет. Некоторые из них массивны, как Юпитер, но находятся на орбите гораздо ближе к своей звезде, чем Меркурий к нашему Солнцу. Другие экзопланеты — скалистые или ледяные, а у многих просто нет аналогов в нашей Солнечной системе.
По большей части экзопланеты состоят из тех же самых элементов, которые составляют планеты в нашей солнечной системе, хотя с различными балансами состава, которые придают каждой экзопланете свои отличительные качества. Существует четыре первичные классификации экзопланет, включая нептуноподобные миры, миры с планетами, похожие на горячий Юпитер, миры с суперземлями и миры с планетами-аналогами Земли.
Суперземли
Суперземля — это планета с массой от 1 до 10 масс Земли. Классификация суперземли относится только к массе планеты, но ничего не говорит о ее поверхностных условиях или пригодности для жизни.
Первые суперземли, две экзопланеты с массами, в четыре раза превышающими массы Земли, были обнаружены на орбите вокруг пульсара PSR B1257+12 в 1992 году.
Первая суперземля вокруг звезды главной последовательности была открыта командой под руководством Эудженио Риверы в 2005 году. Она вращается вокруг Gliese 876 и получила обозначение Gliese 876 d (два газовых гиганта размером с Юпитер ранее были обнаружены в этой системе). Планета имеет оценочную массу 7,5 массы Земли и очень короткий орбитальный период всего около 2 дней. Из-за близости Gliese 876 d к звезде-хозяину, красному карлику, Gliese 876 d может иметь температуру поверхности 430–650 Кельвинов (156,85–376,85 °C) и может поддерживать жидкую воду.
Это был первый красный карлик, у которого была обнаружена планетная система. Вероятно, массивные планеты-гиганты вообще нетипичны для подобных звезд. С тех пор были открыты десятки суперземель, масса которых составляет всего 1,9 массы Земли.
В апреле 2007 года ученые объявили об открытии двух новых суперземель вокруг Gliese 581, на краю обитаемой зоны вокруг звезды, где жидкая вода может оказаться возможной на поверхности.
Астрономы предположили, что суперземли могут быть более геологически активными, чем наша планета, и испытывать более энергичную тектонику из-за более тонких плит, которые находятся под большим напряжением. Те, кто занят поиском инопланетной жизни, в восторге от суперземель из-за возможности того, что они могут быть каменистыми и, возможно, обитаемыми, в отличие от газовых гигантов.
Мини-нептуны
Мини-нептун (иногда известный как газовая карликовая планета или переходная планета) — это экзопланета, от 2 до 10 масс Земли с плотностью менее 1. Планеты этого типа меньше Урана (14,5 массы Земли) и Нептуна (17,1 массы Земли).
Мини-нептун — газовый карлик, на котором жидкий океан окружен густой атмосферой водорода и гелия и небольшим скалистым ядром. Хотя недавнее открытие показало, что мини-нептуны, которых все считали газовыми планетами, могут быть суперземлями со скалистым ядром, которое окружено водой в сверхкритическом состоянии. Такое состояние вода принимает при очень высоких давлениях и температурах.
Мини-нептун — планета Gliese 3470 b — вращается вокруг своей звезды — красного карлика. Планета весит примерно 12,6 земных масс, что делает его гораздо более массивной, чем Земля, но менее массивной, чем Нептун в нашей солнечной системе (17 масс Земли). Если поместить Gliese 3470 b в нашу Солнечную систему, он будет прекрасно подходить между Землей и Нептуном с точки зрения размера. Считается, что на планете есть большое скалистое ядро, похороненное под глубокой, сокрушительной атмосферой водорода и гелия.
Эта иллюстрация художника показывает теоретическую внутреннюю структуру экзопланеты GJ 3470 б. Это не похоже ни на одну планету в Солнечной системе. При весе в 12,6 масс Земли планета более массивна, чем Земля, но менее массивна, чем Нептун. В отличие от Нептуна, который находится в 3 миллиардах миль от Солнца, GJ 3470 b мог образоваться очень близко к своей красной карликовой звезде как сухой каменистый объект. Затем он гравитационно втянул водород и газообразный гелий из околозвездного диска, чтобы создать густую атмосферу. Диск рассеялся много миллиардов лет назад, и планета перестала расти. На нижнем рисунке показан диск, который система выглядела давно. Предоставлено НАСА/ЕКА
Однако ученые периодически задаются вопросом: Gliese 3470 b — мини-нептун в том виде, в каком он упоминается сейчас, или это суперземля?
Еще пример мини-нептунов — Кеплер-11f имеет массу 2,3 массы Земли и плотность 0,69, такую же, как у Сатурна, масса которого составляет 95 Земли. Эти свойства класса, эта экзопланета в категории мини-нептун или газообразных карликов, которые имеют жидкий океан, окруженный густой атмосферой водорода и гелия и небольшого скалистого ядра.
Горячие юпитеры
Горячие юпитеры — это газовые планеты-гиганты с периодом обращения менее 10 дней. Короткий период означает, что горячие юпитеры очень близки к своим звездам-хозяевам. Обычно они находятся на расстоянии обычно менее 0,1 астрономических единиц, что составляет одну десятую расстояния от Земли до Солнца. Горячие юпитеры доминировали в открытиях планет в течение, по крайней мере, одного десятилетия, потому что их легче всего найти с помощью метода радиальной скорости (допплера) и метода транзита.
Горячие Юпитеры — это массивные газовые планеты-гиганты, которые вращаются вокруг своих солнц на небольшом расстоянии от Земли-Солнца в нашей Солнечной системе. Предоставлено: ESA
Согласно современным моделям формирования планет, технически горячие юпитеры не должны существовать. Газовый гигант не может сформироваться так близко к своей звезде, потому что гравитация, радиация и интенсивный звездный ветер должны препятствовать слипанию газа вместе.
Тем не менее, они существуют; из более чем 4 000 подтвержденных экзопланет, обнаруженных на сегодняшний день, до 337 могут быть горячими юпитерами.
Однако новое исследование, представленное на 233-м заседании Американского астрономического общества в Сиэтле, подтверждает идею, которая противоречит предыдущим представлениям о формировании планет, но набирает обороты в этой области.
Гигантские планеты, которые вращаются вокруг своих звезд, возможно, за несколько дней сформировались в месте, близком к их солнцам, вместо того, чтобы сформироваться в отдалении и позже мигрировать к звезде.
Работа, опубликованная 5 октября 2018 года в The Astrophysical Journal Letters, показывает, что такие гигантские планеты, называемые горячими юпитерами, могут образовываться в месте, близком к их звездам, и оставаться там на протяжении всей своей жизни, не испаряясь.
Протопланетные диски, которые образуют планеты вокруг молодых звезд, имеют в середине отверстие, созданное магнитным полем звезды. Новые исследования показали, что внутренняя граница диска может образовывать газовые планеты-гиганты, не требуя, чтобы они образовывались дальше и мигрировали. Предоставлено: NASA/JPL-Caltech
В 2017 году был обнаружен мир, похожий на Юпитер, настолько горячий, что планета испаряется своей собственной звездой. С дневной температурой более 4 315,556 °C (4 600 Кельвинов), KELT-9b — это планета, которая горячее, чем большинство звезд. Но его голубая звезда типа А, называемая KELT-9, еще горячее — фактически она, вероятно, распадает планету за счет испарения.
Концепт этого художника показывает планету KELT-9b, вращающуюся вокруг своей ведущей звезды, KELT-9. Это самая горячая газовая гигантская планета, обнаруженная до сих пор. Предоставлено: NASA/JPL-Caltech
В 2019 году был установлен новый рекорд среди орбит горячих юпитеров. Судя по исследованию, газовый гигант под названием NGTS-10b вращается вокруг своей звезды так близко, что он совершает полный оборот за 18,4 часа. Открытие делает эту Солнечную систему невероятной лабораторией для изучения приливных взаимодействий между звездой и опасно близкой гигантской экзопланетой.
Аналоги Земли
До научного поиска и изучения внесолнечных планет эта возможность существования планет, подобных Земле, обсуждалась лишь в философии и научной фантастики. Принцип заурядности предполагает, что планеты, подобные нашей, должны быть распространены во Вселенной, в то время как гипотеза уникальной Земли предполагает, что они чрезвычайно редки. Тысячи экзопланетных звездных систем, обнаруженных до сих пор, сильно отличаются от нашей солнечной системы, пока подтверждают гипотезу уникальной Земли.
Философы отмечают, что размер вселенной таков, что где-то должна существовать почти идентичная планета. В далеком будущем люди могут использовать технологию для искусственного получения аналога Земли путем терраформирования. Теория мультивселенной предполагает, что аналог Земли может существовать в другой Вселенной или даже быть другой версией самой Земли в параллельной Вселенной.
Судя по исследованию от 4 ноября 2013 года, может существовать 40 000 000 000 планет размеров Земли, вращающихся вокруг своих звезд в зонах обитаемости в пределах Млечного пути. Ближайшая такая планета может быть на расстоянии 12 световых лет. Астрономы предоставили результаты на основе данных миссии Кеплера.
Научные находки с 1990-х годов сильно повлияли на область астробиологии, модели обитаемости планет и поиск внеземного разума (SETI).
Где искать жизнь?
Мы знаем только одну планету, на которой есть жизнь — Земля. И на нашей планете вода является важнейшим компонентом жизни, каким мы его знаем. В то время как астрономы до сих пор не уверены, есть ли жизнь на других планетах, они сужают поиск потенциально обитаемых миров, используя несколько критериев.
Поскольку наша концепция жизни — Земля, астрономы ищут планеты с характеристиками, подобными ей. Такими, например, как жидкая вода. Но небесный объект может вращаться только так близко (как Меркурий) или так далеко (как Плутон) от своей звезды, что вода прежде испарится или замерзнет на его поверхности, чем там сможет образоваться жизнь. Зона обитаемости — это диапазон расстояний с правильными температурами, чтобы вода на планете оставалась жидкой. Ученые надеются, что такие открытия в зоне обитаемости, как планеты размером с Землю Кеплер-186f, приведут нас к воде — и однажды к инопланетной жизни.
Если где и можно найти жизнь, то, скорее всего, это будут экзопланеты в зоне обитаемости.
Будущее изучение экзопланет: основные миссии и их задачи
JWST (James Webb Space Telescope)
Миссия NASA/ESA/CSA космического телескопа Джеймса Вебба в связи с запуском в 2021 году обеспечит игровые изменяющие новые возможности для наблюдения экзопланет и их атмосфер. С набором из четырех приборов, работающих на инфракрасных длинах волн, Уэбб будет использовать несколько методов для исследования этих внесолнечных тел.
Высокочувствительные спектроскопические наблюдения транзитных планет — с аналогичными характеристиками в отношении размера и массы — откроют эру сравнительной планетологии для экзопланет.
Впечатление художника о Уэббе. Предоставлено: ЕКА, НАСА, С. Беквит (STScI) и команда HUDF, Northrop Grumman Aerospace Systems/STScI/ATG medialab
Уэбб будет характеризовать атмосферы экзопланет путем регистрации спектров поглощения, отражения и излучения на инфракрасных длинах волн для планет, охватывающих диапазон размеров от суперземель до газовых гигантов. Он будет использовать тот факт, что на этих длинах волн молекулы в атмосферах экзопланет обладают большим количеством спектральных характеристик, предоставляя наблюдателям богатый набор диагностических инструментов, многие из которых недоступны с Земли.
Уэбб также сможет напрямую визуализировать некоторые молодые и массивные экзопланеты, вращающиеся на больших расстояниях от их родительской звезды, чем большинство транзитных. Три из инструментов Уэбба обладают высококонтрастными возможностями визуализации (в двух случаях это осуществляется с помощью коронографа), чтобы свести к минимуму блики родительской звезды и упростить изображение планеты. Наблюдения с несколькими инфракрасными фильтрами предоставят много информации об этих планетах, их свойствах и механизмах их формирования.
PLATO
Миссия ESA PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of the Stars) должна начаться в 2026 году . PLATO предназначена для обнаружения и характеристики большого количества новых внесолнечных планетных систем путем поиска сотен тысяч ярких звезд для транзитных планет. PLATO будет обладать уникальной способностью находить и определять свойства планет земной группы, которые вращаются в обитаемой зоне вокруг звезд, похожих на наше Солнце.
Комбинируя точные измерения радиусов PLATO для большой выборки планет с соответствующими планетарными массами, определенными из наземных наблюдений, ученые смогут исследовать разнообразие существующих планет. Эти наблюдения также позволят ученым определить объемный состав большого числа малых планет, изучить, насколько они похожи на Землю, и исследовать их обитаемость.
Открывая планеты, вращающиеся вокруг ярких звезд, PLATO станет первооткрывателем для последующих миссий, ищущих сигнатуры жизни — эти типы планет являются лучшими кандидатами для последующих спектроскопических измерений для измерения структуры и состава атмосфер планет.
ARIEL
Находящийся в разработке космический телескоп, который планируется запустить в 2028 году в рамках четвертой миссии среднего класса Cosmic Vision Европейского космического агентства. Планируется, что с помощью телескопа будут исследованы не менее 1 000 экзопланет при помощи транзитного метода.
С момента запуска в 2028 году ARIEL будет предназначена для проведения высокоточных наблюдений с использованием одновременной фотометрии в видимой области спектра и спектроскопии в ближней инфракрасной области волн. Она будет наблюдать и изучать около 1 000 преимущественно горячих и горячих транзитных газовых гигантов, Нептунов и суперземель вокруг ряда звездных типов и архитектур планетных систем.
Прогнозы
Зачем изучать экзопланеты?
Изучение разнообразного спектра экзопланет и планетных систем, которые были обнаружены на сегодняшний день — от малых до больших, от тех, которые кажутся земными, до глубоко причудливых — не только помогает нам узнать о том, как эти конкретные системы формировались и развивались, но и предоставляет важные подсказки к пониманию того, может ли и где существовать жизнь где-либо еще во Вселенной.
Последние 20 лет астрономы со всего мира активно ищут в космосе новые экзопланеты. Наше Солнце не зря называют карликом. В небе огромное количество звезд, которые обгоняют небесное светило по размеру в несколько раз. И вокруг этих звёзд также может существовать жизнь.
Внесолнечные или экзопланеты, которые ищут астрономы
Очень долго астрономы не могли найти в космосе ничего, кроме звёзд. Планеты гораздо меньше, чем звёзды и зачастую расположены на большом расстоянии от них. Экзопланеты − это именно те небесные тела, которые расположены вне солнечной системы. Однако для того чтобы объект признали планетой, он должен удовлетворять ещё двум требованиям.
Во-первых, её масса должна быть меньше, чем масса звезды, но больше, чем метеорит или астероид, которые может находиться вблизи. В противном случае, планете будет недостаточно собственной гравитации.
И последнее правило – возле орбиты планеты должно быть достаточно свободного пространства. Кстати, именно по этой причине в состав Солнечной системы больше не входит Плутон. Вокруг очень много метеоритов и астероидов.
Как астрономы открывают в космосе экзопланеты
Несмотря на то, что в космосе огромное количество звёзд, ученым удалось открыть всего около 2000 подобных небесных объектов. Эти данные получены за последние 20 лет, которые наука изучает это явление.
Всего существует два варианта поиска. Первый заключается в том, чтобы на протяжении длительного времени отслеживать движение звезды. Так как и звезда, и возможная планета находятся в постоянном движении, в спектре свечения с первой будет наблюдаться доплеровский сдвиг, в том случае, если в этой области действительно есть экзопланета.
Второй способ – это наблюдение прохождения планеты по диску звезды. Если расположить телескоп в предполагаемой плоскости орбиты планеты, в какой-то момент можно заметить, что свечение звезды станет чуть слабее из-за ее частичного затмения планетой.
Зачем астрономам нужно искать новые космические объекты?
Ответ, на самом деле, прост. Во все времена человека тянуло к неизвестному, и космос был первым в этом списке. Позже, ученые задумались о том, существует ли жизнь в пределах нашей Земли. Если хотя бы одна их экзопланет имеет на своей поверхности континенты и океаны, значит, в будущем человечество может открывать для себя новые горизонты.
Сейчас ведутся активные исследования экзопланет в системе Альфа Центавра. Астрономы всего мира пытаются дать ответ на вопрос, сможет ли когда-то человек вступить на поверхность одной из этих внесолнечных планет. Но, к сожалению, на данный момент ни один из существующих приборов не приспособлен для подобных экспериментов.
Читайте также: