Как обнаружить планеты у других звезд кратко

Обновлено: 07.07.2024

С точки зрения человека, возникновение жизни на Земле и появление на ней разумных существ - величайший качественный скачек в процессе развития материи во Вселенной.

Возможно, нам просто повезло. На Земле совпало несколько благоприятных для зарождения жизни обстоятельств.

Далеко не всякая звезда становится солнцем, окруженным планетами: если туманность, из которой произошла звезда, вращалась бы чуть медленнее, планеты бы не возникли.

Далеко не всякая звезда, даже с планетами, способна создать на них условия, пригодные для жизни. Ведь для зарождения и развития жизни нужно много времени - миллиарды лет. Все это время звезда должна гореть одинаково. Тогда условия на планете будут постоянны, и жизнь сможет к ним приспособиться.

Кроме того, орбита планеты, на которой возникла жизнь, должна быть круговой. При вытянутой эллиптической орбите, на планете, при приближении к солнцу, испарялась бы вся вода, а при удалении от него, вся вода превращалась бы в лед. Играют роль также и размеры планеты.

В нашей Галактике 100 миллиардов звезд. И уж, наверное, в ней есть планеты, похожие на Землю.

Поиски жизни в Солнечной системе.

Еще в 18 веке английский астроном В.

Гершель, тот самый, который открыл планету Уран, считал, что солнечные пятна представляют собой участки твердой поверхности под ярко светящимися солнечными облаками. И там могут обитать живые существа, органы чувств которых приспособлены к условиям на Солнце.

Однако, гораздо больший интерес в то время вызывал наш спутник - Луна - ближайшее к Земле небесное тело. В 1880 г. один из первых популяризаторов науки Камилл Фламмарион в своей книге "Популярная астрономия" достаточно много внимания уделил вопросу "обитаема ли Луна?". Считалось, что на Луне есть атмосфера, а, значит, там вполне возможна жизнь, правда "очень непохожая" на земную. Главным отличием селенитов (так называли жителей Луны) считалось наличие крыльев, с помощью которых они могут подниматься на "высокие" лунные горы. Но уже к концу 19 века было окончательно установлено, что на Луне жизни нет.

Конец 19 века - это "эпоха Марса". В 1877 г. итальянский астроном Дж. Скиапарелли обнаружил на поверхности планеты загадочную сеть прямых пересекающихся линий, которые были названы "каналами". Долгое время "каналы" Марса считались прямым доказательством разумной жизни на планете. Но взгляд в более мощные телескопы показал, что "каналы" - оптическая иллюзия. При большем увеличении они распадаются на отдельные извилистые нечеткие линии.

С выходом человека в космос появились новые возможности исследования планет, и земляне снова с надеждой обратили взор на соседние планеты.

Поиски жизни на планетах земной группы.

Солнце – раскаленный плазменный шар с температурой у поверхности около 6000 градусов по шкале Кельвина и температурой ядра 14–15 млн. градусов Кельвина. Поэтому жизнь на Солнце не возможна. Следует сразу оговориться, что мы будем вести речь только о жизни, подобной земной. Потому что об этой форме жизни мы знаем больше всего, а главное, знаем каковы должны быть условия, чтобы такая жизнь могла возникнуть. Если нам повезет, и мы встретим в наших исследованиях небесное тело, аналогичное нашей планете и такой же звезды как наше Солнце, то именно там, прежде всего, следует искать жизнь.

На Луне почти нет атмосферы. Луна не может удержать густую атмосферу у своей поверхности, так как мала сила ее тяготения. До сих пор не известно есть ли на Луне вода. В 1969 г. на Луну высадился человек. И тогда стало окончательно ясно, что Луна – безжизненный мир.

Венера долго была кандидатом на обитаемость. Гравитация на Венере такая же, как и на Земле, а высокое давление вовсе не препятствует развитию жизни на планете. Жизнь на Венере могла бы существовать на высотах около 55 км, где давление и температура близки к нормальным земным величинам. Гораздо хуже обстоят дела с составом атмосферы Венеры. Большей частью в ней содержится углекислый газ. Но и на Земле первоначально атмосфера состояла из углекислого газа, который в большом количестве выпадал на поверхность в виде соединений. Жизнь зародилась именно в таких условиях. Позже, под влиянием жизнедеятельности бактерий, состав атмосферы полностью сменился на современный. Таким образом, Венеру не стоит полностью исключать из рассмотрения.

Марс издавна привлекал ученых и являлся предметом бесконечных споров по поводу жизни на его поверхности.

Красная планета потому имеет такой цвет, что в марсианском грунте содержится от 5 до 15% окислов железа или, попросту говоря, ржавчины. Среднегодовая температура на экваторе -15 о , низкое атмосферное давление, как на Земле, на высоте 40 км. Притяжение в 3 раза меньше земного, но в 2 раза больше лунного.

На Марсе есть вода. Она содержится в атмосфере в виде пара и в некотором количестве в полярных шапках, как примесь обыкновенного льда к замерзшей углекислоте. На поверхности планеты воды нет. Но достаточно большое количество ее содержится в виде вечной мерзлоты. Рассматривая возможность развития жизни на Марсе надо, однако, принять во внимание, что атмосфера на этой планете очень разрежена.

В 1975 г. на поверхность Марса опустились аппараты "Викинг-1" и Атмосфера Марса видна над поверхностью. "Викинг-2". На их снимках видны плотные облака вблизи вершин гор или вулканов и туман, осевший в долинах между горами. Вершины поднимались над облаками. Дул слабый восточный ветер.

Однако все эксперименты не дали определенных результатов. Анализ органического вещества в грунте Марса показал, что микроорганизмов там нет. Однако, существует некая повышенная активность марсианского грунта, поскольку в результате химических реакций наблюдается выделение кислорода.

Из планет земной группы остался только Меркурий. Что увидел бы космонавт, высадившись на его поверхность? Черное небо, на котором пылает огромное Солнце. Суровая черно-рыжая поверхность, покрытая острыми обломками скал и слоем пыли. Мир безмолвия, мертвый мир, застывший мир далекого прошлого Солнечной системы. Нестерпимая жара от огромного Солнца, которое застыло надолго в одной точке небосвода и очень медленно, в течение многих земных суток, смещается с востока на запад. Но вот наступает ночь, и космический холод охватывает районы, где еще недавно была жара. Вследствие таких условий на Меркурии жизнь также маловероятна.

Особняком стоит Плутон со своим спутником Хароном. Температура его поверхности -230 о . Атмосфера в привычном понимании этого слова отсутствует, так как находится в замороженном состоянии. Ученые предполагают, что Плутон является потерянным спутником Нептуна.

Поверхность Венеры.

1.2. Поиски жизни на спутниках планет-гигантов.

Современные данные о Юпитере - о его химическом составе, внутреннем строении и радиационных поясах, - говорят в пользу того, что в облаках планеты-гиганта могла бы зародиться жизнь. Юпитер почти на 82% по массе состоит из водорода и на 17% из гелия. В слоях юпитерианской атмосферы обнаружена вода комнатной температуры при давлении в 20 атмосфер. Наличие воды в атмосфере планеты создает благоприятные условия для развития микроорганизмов.

Простейшие микробы могли бы существовать и на спутнике Сатурна Титане. Он имеет густую атмосферу из азота. В ней присутствуют элементы, из которых развилась жизнь на Земле.

Уран и Нептун также имеют плотную водородно-гелиевую атмосферу и оболочки из обычного льда.

Еще более вероятным кандидатом является один из галилеевых спутников Юпитера Европа. Ее поверхность покрыта льдом, под которым, по всей видимости, находится океан жидкой воды.

На спутнике Сатурна - Титане (аппарат

На спутнике Сатурна - Титане.

Планеты у других звезд.

Еще в IV веке до н. э. Эпикур высказал смелое предположение о бесконечной множественности миров, что как он считал, логично проистекает из факта бесчисленности "атомов". Его современник Аристотель имел иное мнение: он видел Землю уникальным центром безупречного кристаллического неба.

Представление о множественности миров возродилось после появления системы мира Коперника. Надо заметить, что у Коперника Вселенная была конечной, замкнутой сферой неподвижных звезд, и неподвижное Солнце составляло ее абсолютный центр. Идею о том, что Вселенная бесконечна и не имеет центра, а звезды такие же солнца, как и наше и могут иметь около себя планеты, высказал Джордано Бруно. Широко известен его тезис: "Имеются бесчисленные солнца, бесчисленные земли, на этих мирах могут обитать живые существа…". Однако тезис этот был сформулирован под влиянием взглядов другого, не менее известного мыслителя, приближенного римского папы, Николая Кузанского (настоящее имя Николай Кребс). Большинство его сочинений было издано после его смерти. Видимо это и спасло его от преследований инквизиции. Вот, что утверждал великий Кузанец: "Наша Земля в действительности движется, хотя мы этого не замечаем. Земля - благородная звезда, имеющая свои особые и отличительные от других звезд свет, тепло и влияние. Жители других звезд несоизмеримы с обитателями нашего мира. В отношении других звездных областей мы равным образом подозреваем, что ни одна из них не лишена обитателей и у единой Вселенной, по-видимому, столько отдельных мировых частей, сколько звезд, которым нет числа."

Для доказательства правоты Эпикура человечеству потребовалось более двух тысяч лет.

Планеты у других звезд. Часть первая. История исследований.

Открытие планетных систем у ближайших звезд.

В конце 1995 г. произошло долгожданное событие: была обнаружена первая экзопланета, т.е. внешняя по отношению к Солнечной системе планета, обращающаяся вокруг другой звезды. В настоящее время известно в общей сложности более двухсот планет у других звезд.

Светясь отраженным светом, планеты в миллиард раз более тусклы, чем их центральные звезды. Однако, обнаружить их можно благодаря методу сверхточных спектроскопических наблюдений, разработанному в начале 90-х годов нашего столетия. Не видя самих планет, можно обнаружить их по гравитационному влиянию на центральную звезду, проявляющуюся в периодическом колебании линий в ее спектре.

Кривая изменения лучевой скорости звезды изменяется подобно синусоиде. Звезда и планета начинают двигаться по орбите вокруг общего центра масс (барицентра).

Оказалось, что орбиты некоторых планет представляют собой довольно сильно вытянутые эллипсы. Так, например, эксцентриситеты орбит планет у звезд 16 Лебедя В, Глизе 3021 и HD 210277 составляют 0.57, 0.51 и 0.45 соответственно. Для сравнения, в нашей системе наибольшие эксцентриситеты у Меркурия и Плутона (около 0.2), а у всех остальных планет орбиты почти круговые с эксцентриситетом меньше 0.1.

Еще более удивительным оказался тот факт, что некоторые из открытых внесолнечных планет расположены чересчур близко от своих звезд - значительно ближе, чем Меркурий от Солнца! Например, планета около звезды 51 Пегаса имеет массу около половины Юпитера и находится на орбите в 8 раз более близкой, чем Меркурий. Температура ее поверхности составляет примерно 1000 о , за что в дальнейшем этот тип планет получил название "горячие юпитеры".

Планеты у других звезд. Часть первая. История исследований.

Характеристики экзопланет.

С открытием "внесолнечных" планет у астрономов появилась возможность провести некоторое сопоставление их характеристик с характеристиками планет, которые мы считаем "своими". Из этого сопоставления явствует, что вполне возможно наша Солнечная система не является "нормой". Покрытая кратерами поверхность Луны и других тел, сильный наклон оси вращения Урана к плоскости его орбиты, многие другие явления говорят о том, что в начальный период существования нашей системы они пережили множество яростных ударов. Согласно оценкам, в течение первых 100 млн. лет в небе над Землей появлялось по одной яркой комете еженедельно!

Возможно, что в течение первых 500 млн. лет в нашей системе было 10 или 11 планет. Это большое везение, что такие планеты, как Земля, не были вышвырнуты гигантами на сильно вытянутые орбиты, подобно планете у 16 Лебедя В.

Для того чтобы, в конце концов, получилась аккуратная круглая орбита, может быть необходимы определенные начальные условия. Почти идеально круглая орбита крупнейшей нашей планеты -Юпитера - способствует тому, что стабильными остаются орбиты только 8 планет. Это подтверждается математическим моделированием. Если бы у Юпитера орбита была бы эксцентрической, то Земля и Марс, вероятнее всего, уже давно были бы вышвырнуты за пределы Солнечной системы. Не существовало бы в подходящей для обитания зоне планет "земного типа".

Открытие первых планет у других звезд, вместе с доказательством множественности планетных систем, предложило исследователям ряд новых головоломок.

планеты около звезды Фомальгаут (как видит их художник)

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Экзопланетами, или внесолнечными планетами называют планеты, которые не относятся к Солнцу. Они находятся вне пределов Солнечной системы, обращаясь вокруг своих собственных светил. Учеными на сегодняшний день открыто более 3 тысяч экзопланет. В нашей галактике экзопланет около 100 миллиардов, и из них планет, подобных Земле, может быть от 5 до 20 миллиардов.

Как их ищут и находят

  1. Непосредственное наблюдение. Этот метод пока в перспективе, для современных телескопов заметить какой-либо объект, расположенный у светила, практически невозможно: оно затмевает его своим ярким светом. Сами же планеты являются тёмными объектами, испускающие лишь отражённый свет. К тому же, угловые расстояния планет чрезвычайно малы. Но уже проектируются приборы, – звёздные коронографы, – которые будут затемнять свечение звезды.
  2. Измеренная яркость звёзд. Наблюдатель может понять, есть ли у звезды спутники, по изменению её яркости. Планета, проходя на фоне звезды, затмевает её свечение. Если параметры звезды и планеты 10:1, то яркость уменьшится на 1%. Однако, тот метод недостаточно эффективен — его использование подразумевает, что плоскость искомой планеты должна быть точно ориентирована на наблюдателя, то есть, на Землю.
  3. Фиксация положения звезды. Каждая планета не только притягивается своим светилом, но и притягивает его сама. Конечно, это влияние мало, но всё же вызывает смещение звезды, и она описывает некую орбиту. Параметры орбиты зависят от пропорции масс объектов. Эти величины малы, но астрономы уже научились их регистрировать.
  4. Определение скорости звёзд. Звезда, испытывая притяжение своего сателлита, перемещается по своей, малой орбите, со скоростью, что и планета вокруг него. Используя эффект Доплера, можно вычислить скорость приближения или удаления звезды к наблюдателю. Спектральный анализ позволяет отследить такие изменения.
  5. Гравитационное микролинзирование. Для применения данного метода необходимо наличие между наблюдателем и исследуемым объектом ещё одной звезды. Она своим гравитационным полем способна отклонить свет наблюдаемой звезды (получается своего рода линза). Если звезда-линза обладает планетами, то выявляется асимметрия её блеска.
  6. Наблюдения пульсаров. Применяя радионаблюдения этих объектов, можно по специфическому характеру излучаемого сигнала определить наличие планет у пульсара.

Самые интересные экзопланеты

Kepler-186f

Эта планета отыскалась в системе звезды Kepler-186 созвездия Лебедь. По своим размерам Kepler-186f схожа с Землёй. Поверхность её твёрдая, но ни массу, ни состав планеты пока определить не удалось.

Экзопланета Kepler-186f

Kepler-10-C

Экзопланета Kepler-10-C

Вычисленная масса планеты составила 17 масс Земли, но поверхность её твёрдая.

По радиусу она больше нашей планеты всего в 2 – 3 раза и имеет возраст около 12 млрд. лет. Это свидетельствует, что во втором-третьем миллиардолетиях Вселенной уже могли образовываться скалистые планеты.

Kapteyn b

В созвездии Живописца возле Kapteyn, красного субкарлика, обнаружена старейшая экзопланета Kapteyn b. Она примерно в 2,5 раза древнее нашей планеты, но массой больше в 5 раз.

Экзопланета Kapteyn b

Поскольку суперземля находится в зоне обитаемости, на ней вероятно наличие жидкой воды. А это необходимое условие для возникновения жизни. Не исключается наличие атмосферы на планете, а температурные параметры оцениваются от -50°C на ночной стороне до 10°C на дневной. Продолжительность местного года 48 суток. Учитывая все особенности, Kapteyn b вполне может быть обитаемой.

OGLE-2013-BLG-0341LBb

Эта уникальная планета вращается вокруг одной из двойных звёзд. К тому же, расстояние от неё до материнской звезды такое же, как от нашей планеты до Солнца.

Экзопланета OGLE-2013-BLG-0341LBb

Но звезда тусклее нашего светила в 400 раз, поэтому температура планеты не поднимается выше -200°C. Открытие OGLE-2013-BLG-0341LBb представляет интерес с точки зрения существования планет у двойных звёзд.

TrES-4

Этот газовый гигант имеет массу 0,9 и радиус 1,7 юпитерианских. Планета расположена в созвездии Геркулес на удалении от Земли в 1600 световых лет. Очень малая плотность (0,33 г/см 3 ) относит её к классу рыхлых планет.

Экзопланета TrES-4

Высокая температура в 1450°C и низкая масса не позволяют планете удерживать атмосферу. Она постоянно улетучивается, образовывая хвост, подобно кометному.

COROT-7 b

Экзопланета COROT-7 b

Она повёрнута к светилу всегда одной стороной. Температура на освещённой стороне COROT-7 b от 2500°C до 2600°C, поэтому большинство минералов находятся в расплавленном состоянии. Обратная сторона представляет собой застывшую лаву или же слой водяного льда.

SWEEPS-10

Самая скоростная из всех известных экзопланет. Местный год составляет всего 10 часов. Она отстоит от своего солнца на расстоянии 1,2 млн. км и имеет массу 1,6 масс Юпитера.

Экзопланета SWEEPS-10

Планета обращается вокруг красного карлика, и он разогревает её до 1650 °C. Если бы звезда была более горячей, SWEEPS-10 уже давно бы испарилась.

HD 149026b

Этот объект из созвездия Геркулеса считается одним из самых горячих и тяжёлых среди экзопланет. Вероятно, планета, имея плотную атмосферу, практически полностью поглощает свет, полученный ею от звезды, и поэтому температура её поверхности достигает 2000°C.

Экзопланета HD 149026b

Имея размеры Сатурна, ядро этого горячего шара тяжелее нашей планеты в 100 раз. Это делает плотность HD 149026b необычайно высокой.

HD 209458 b

Другое название этой планеты-кометы Озирис. До неё от нас 153 световых лет. При массе чуть меньше чем у Юпитера, она совершает один виток вокруг своего солнца за 3,5 дня. Озирис испускает шлейф из газа своей же атмосферы, в которой присутствуют углерод и кремний.

Экзопланета HD 209458 b

Температура атмосферы 1226°C. Это позволяет сделать предположение, что планета накалена звездой так сильно, что её атмосферу покидают даже тяжёлые элементы.

HD 188753 Ab

Это горячий газовый гигант. На небосводе этой планеты возможно лицезреть одновременно три солнца. Гигант обращается вокруг системы из трёх звёзд, и расстояние до него от Земли 149 световых лет.

Экзопланета HD 188753 Ab

Один оборот планеты составляет 3,5 дня, и жара на поверхности, вследствие близости к главной звезде, достаточно высока.

CoKu Tau 4

В созвездии Тельца обнаружена самая молодая экзопланета. Возраст её солнца всего 1 млн. лет, поэтому планета ещё моложе. Интересна система именно своим возрастом. Можно отслеживать формирование планетарной системы и практически проверять выдвинутые до этого гипотезы.

Есть ли там жизнь?

Солнечная система изучается очень давно, и главной проблемой всегда было то, что её не с чем было сравнить. С недавнего времени ситуация изменилась: чуть ли не ежедневно открываются всё новые планетные системы. В основном, обнаруженные планеты по классификации – гиганты, похожие на Юпитер.

Ученые разделились на две группы: одни уверены, что Земля – единственное место во Вселенной, где смогла появиться не просто жизнь, но и её разумная форма, другие же истово верят, что в космосе много обитаемых планет, и их население с нетерпением ждёт контакта с нами. Но для науки важны только факты, коих на данный момент нет. Существование жизни на экзопланетах не подтверждено.

В заключение

Поистине, обнаруженные планеты других звёзд являются одним из самых значительных достижений науки последних десятилетий. Разрешилась загадка, очень долго не дававшая покоя исследователям: другие планеты во Вселенной существуют! Наша Солнечная система отнюдь не уникальна, а является закономерным процессом формирования планет вокруг своих звёзд. И планетные системы имеют схожие параметры. Уникальна Солнечная система пока только в одном: до настоящего момента не удалось обнаружить миры, в которых зародился разум. Или всё-таки побеждают скептики, верящие в исключительную уникальность Земли, или ещё слишком мало данных о возможных космических оазисах. Да и приборы не обладают достаточным совершенством для глобальных открытий. Тем не менее, экзопланеты – первая, но наверняка не последняя ступенька лестницы познаний космоса.

Егор

Егор Морозов | 14 Сентября, 2020 - 12:25


Первая внесолнечная планета была найдена канадцами Б. Кэмпбеллом, Г. Уолкером и С. Янгом в 1988 году рядом с оранжевым субгигантом Гамма Цефея A (Альраи), однако её существование было подтверждено лишь в 2002 году.

С тех пор ученые открыли более 4000 экзопланет в более чем 3000 звездных системах. Но каким образом можно обнаружить крошечные миры, вращающиеся временами в сотнях световых лет от нас? Астрономы для этого придумали аж 7 способов.

Самый старый и простой способ — метод транзита

Суть метода очень проста: некоторые экзопланеты временами оказываются на одной линии с Землей и своей звездой, тем самым частично перекрывая диск последней и уменьшая ее яркость. Да, обычно такие провалы в светимости звезды минимальны, к тому же для подтверждения экзопланеты нужно засечь как минимум три из них на равных промежутках времени друг от друга (ибо время оборота планеты вокруг своей звезды не меняется), поэтому такой способ обычно подходит для обнаружения больших планет, расположенных недалеко от своих солнц.


То есть засечь таким способом аналог Нептуна, продолжительность года на котором составляет почти 165 лет, не получится. Аналогично не получится обнаружить Меркурий, который затемняет диск Солнца временами слабее некоторых пятен на нашей звезде.

Но все еще этот метод активно используется из-за своей простоты, и благодаря ему космический аппарат НАСА Кеплер смог обнаружить более 2700 потенциальных планет с момента своего запуска в марте 2009 года.

Колебания звезд — метод радиальных скоростей


Гравитационное микролинзирование

Гравитация — удивительная сила, перед которой не может устоять даже свет. Поэтому если между нами и звездой оказывается массивный объект, он буквально изгибает свет от последней, действуя как своеобразная гигантская космическая линза.

Это дает ученым кривую блеска — изменение яркости света далекой звезды с течением времени, характеристики которой многое говорят астрономам об объекте на переднем плане, вызвавшем гравитационное микролинзирование. Обычно таким объектом является звезда, и, если у нее есть планеты, то они могут генерировать вторичные кривые блеска, предупреждая исследователей о своем присутствии.


Здесь все довольно понятно: мощные телескопы получают реальные изображения далеких миров, используя инструменты, называемые коронографами, чтобы блокировать яркий свет их родительских звезд. Разумеется, такой метод подходит в основном для огромных газовых гигантов в звездных системах, расположенных недалеко от нас. Засечь таким способом аналог Земли не получится — он все еще будет слишком тусклым даже для самых мощных современных телескопов.



Фото звезды HR 8799 вместе с 4-мя планетами.

Дальше идут уже достаточно экзотические методы, которые работают лишь в редких случаях.

На помощь приходят космические часы — пульсары

В космосе есть достаточно необычные объекты, являющиеся крошечными сверхплотными остатками взорвавшихся звезд. Называются они пульсарами, и их главная особенность — это быстрое вращение с излучением радиоволн через равные промежутки времени.



Художественное изображение планеты рядом с пульсаром.

Аномалии в промежутках времени между этими радиоимпульсами могут указывать на присутствие планет на орбитах рядом с пульсаром. Первые миры были обнаружены этим методом еще в 1992 году. Однако, увы, такие экзопланеты не несут для нас какой-либо ценности: очевидно, что после взрыва сверхновой вся возможная жизнь на них была уничтожена вместе с атмосферой и, возможно, даже верхним слоем почвы. Да и пульсар далеко не тот объект, который дарит своим планетам свет и тепло.

На помощь приходит специальная теория относительности

За этот способ нужно сказать спасибо дедушке Эйнштейну: астрономы могут наблюдать, как звезда становится ярче, когда ее притягивает вращающаяся планета, в результате чего фотоны приобретают дополнительную энергию, а свет фокусируется в направлении движения звезды из-за релятивистских эффектов.


Астрометрия


Увы, этот метод пока что чисто экспериментальный — ученые десятилетиями искали далекие миры с помощью астрометрии с очень спорным успехом. В основном благодаря ему получалось уточнять массы уже обнаруженных экзопланет, таких как, например, Эпсилон Эридана b.

Радионаблюдение пульсаров (метод периодических пульсаций)

image


Концепт планетной системы у пульсара PSR B1257+12

Открытие самих пульсаров является весьма интересной историей, но в данном случае нас интересует их наблюдение. У них чрезвычайно точная частота сигналов, которая очень медленно снижается, из-за излучения связанного с их вращением. Планета, вращающаяся вокруг звезды, неизбежно вызывает и незначительные сдвиги своей звезды, а это в свою очередь — периодические изменения частоты пульсара, которые нельзя объяснить какими-то другими причинами. При этом принципиально даже направленных антенн не требуется — достаточно с высокой точностью фиксировать частоту и силу сигнала от этой нейтронной звезды. Радиосигнал хорошо проходит через атмосферу, и для таких исследований достаточно наземных радиотелескопов.
Преимущества: не зависит от дистанции до наблюдателя, достаточно простой аппаратуры (по меркам астрономии)
Недостатки: позволяет обнаруживать только те планеты, которые вращаются по орбитам параллельным наблюдению (или приближенным к ним); нейтронных звезд в общем их количестве мало, ещё меньше среди них пульсаров, поэтому общее количество открытых этим методом звезд невелико.

image


Спектр поглощения водорода (основной части большинства звезд)


Влияние вращающейся планеты на свою звезду

Метод гравитационного микролинзирования

image

image


Прямая фотография экзопланеты HD95086 b, сделанная с помощью наземного телескопа с адаптивной оптикой VLT

image


Фотография планетной системы HR 8799, сделанная 5,1 метровым телескопом Хейла Паломарской обсеравтории, хотя он и не относится к крупнейшим на данный момент, но он позволяет хорошо оценить те проблемы, которые связаны с прямым исследованием планет — они еле видны на фоне шумов от вещества заполняющего звездную систему и шумов, вкладываемых атмосферой Земли.

Как видно из этого описания — ни один метод не дает возможности обнаружить любые планеты на любых орбитах (за исключением метода прямого наблюдения, если у вас есть телескоп, практически бесконечных размеров, конечно). Каждый метод дополняет другой, более того — обычно их совместное использование позволяет определить такие параметры, которые одним методом определить было бы не под силу. Скажем транзитный и доплеровский метод позволяют измерить площадь и массу планеты соответственно, а по этим параметрам — плотность, и силу притяжения для этой планеты.

image


Список потенциально обитаемых планет от университета Пуэрто-Рико в городе Аресибо (University of Puerto Rico at Arecibo)

На данный момент известно уже о 31-ой планете, находящийся в обитаемой зоне, все из них имеют массу близкую к Земной, или больше нее. Это связано лишь с несовершенством нашей техники — тяжелый объект можно заметить с больших расстояний, чем легкий. С улучшением нашей техники начнется открытие планет, размерами схожими с Землей, или меньше в уже существующих планетных системах и у ближайших звезд, у которых пока не было найдено своих планет. При этом тяжелые планеты не перестанут открывать — просто зона их обнаружения сдвинется дальше.

*** Параллельные и перпендикулярные орбиты планет указаны в недостатках по причине того, что они принципиально ограничивают число возможных орбит, на которых можно обнаруживать планеты до значений меньше 50%. В преимуществе — по причине того, что планеты на перпендикулярных наблюдателю орбитах позволяют обнаруживать лишь два метода из всех.

Читайте также: