Paprastai vadinama egzoplaneta kosminis kūnas, kuris „gyvena“ lauke saulės sistema ir atitinkamai sukasi aplink kitą žvaigždę. Tokie objektai dažniausiai būna gana blankūs ir palyginti nedidelių matmenų. Štai kodėl jie buvo atrasti neseniai – 1980 m., pasitelkus patobulintus techninius instrumentus ir metodus. Mokslininkai iki šiol tiria egzoplanetas tolimose žvaigždžių sistemose.
Šiandien mokslas žino apie 1821 tokį objektą, iš kurių 1135 priklauso planetų sistemoms. Reikėtų pažymėti, kad objektų, atitinkančių egzoplanetos parametrus, skaičius yra daug didesnis. Pasibaigus Keplerio misijai, mokslininkai suskaičiavo tik 2750 tokių kūnų. Tačiau norint įsitikinti, kad šie objektai priklauso būtent egzoplanetoms, mums reikia papildomų tyrimų naudojant antžemines transporto priemones.
Mūsų galaktikoje esančių egzoplanetų skaičius gali siekti 100 milijardų, iš kurių 5-20% gali būti panašios į Žemę. Taip pat žinoma, kad maždaug trečdalis visų į Saulę panašių žvaigždžių jau suformavo į Žemę panašius objektus.
Reikėtų pažymėti, kad daugumažinomos egzoplanetos buvo atrastos ne vizualiai stebint, o taikant įvairius aptikimo būdus. Iki šiol didžioji dauguma atrastų planetų yra dujų milžinai. Tačiau mokslininkai įsitikinę, kad kalbant apie paukščių takas daugiausia dominuoja į Jupiterį panašūs objektai, dar per anksti. Ir tam yra paprastas paaiškinimas: veiksmingų tyrimo metodų trūkumas. Juk daug lengviau pastebėti masyvų trumpalaikį objektą nei mažesnį kūną.
Atradimų istorija
Remiantis visuotinai priimta nuomone, pirmasis asmuo, paskelbęs galimybę rasti planetų kitose žvaigždžių sistemose, buvo kapitonas Jokūbas, Madraso observatorijos astronomas dar XIX amžiaus viduryje. Jau tais laikais buvo versija, kad in dvejetainė sistema 70 Ophiuchus „gyvena“ planetoje.
To paties amžiaus pabaigoje amerikiečių mokslininkas Thomas D.D. Toje pačioje sistemoje Xi atrado judantį blausų kūną. Tada netgi buvo galima suskaičiuoti jo revoliucijos laikotarpį – 36 metus. Tačiau nauji skaičiavimai, kuriuos atliko F.R. Multonas paneigė Xi įsitikinimus. Šiandien mokslininkai taip pat abejoja išvadomis planetiniai kūnai 70 Ophiuchus sistemos zonoje.
Pirmieji bandymai ieškoti planetų tolimų žvaigždžių sistemose naudojo duomenis apie netoliese esančių žvaigždžių padėtis. 1916 m. Edwardui Barnardui pavyko apskaičiuoti tam tikrą „raudonąją žvaigždę“, kuri dangumi judėjo didesniu greičiu nei kiti šviesuoliai. Šis objektas buvo pavadintas „Barnardo skraidančia žvaigžde“.
Tiesą sakant, tai pasirodė esantis arčiausiai Saulės esantis šviesulys. Jo masė yra beveik 7 kartus mažesnė nei mūsų žvaigždės. Mokslininkai teigė, kad jei jos sistemoje vis dar yra planetų, tai tikrai turėtų pastebimą poveikį „raudonajai žvaigždei“. XX amžiaus viduryje Peteris Van de Kampas paskelbė atradęs objektą, panašų į Jupiterį. Tačiau vos po dešimties metų J. Gaywoodas įrodė, kad Barnardo žvaigždė juda be jokių sulėtėjimų ar svyravimų. Tai reiškė, kad tikimybė šalia jos rasti didelių kūnų buvo praktiškai lygi nuliui.
XX amžiaus 80-ųjų pabaigoje mokslininkai visame pasaulyje pradėjo matuoti arčiausiai Saulės esančių žvaigždžių judėjimo greitį, naudodamiesi pažangiais spektrometrais, atlikdami atskirą egzoplanetų paiešką.
Vienas pirmųjų rimtų ekstrasaulinės planetos atradimų priklauso Kanados mokslininkams B. Campbellui, S. Youngui ir G. Walkeriui. Tada, 1988 m., mokslininkai nustatė planetą, kuri yra „saugoma“ požeminio milžino Gama Cepheus A. Tačiau radinio tikrumas buvo patvirtintas tik 2002 m.
Iš karto po šio atradimo mokslininkams pavyko „pamatyti“ supermasyvią planetą prie žvaigždės HD 114762 A. Kaip ir pirmuoju atveju, objektas planetos statusą įgijo daug vėliau – tik 1999 m.
Pirmą kartą egzoplanetos buvo aptiktos šalia neutronų milžino PSR 1257+12. Šio atradimo autorius buvo Aleksandras Volščanas. Šie objektai buvo klasifikuojami kaip „antriniai“ dėl to, kad žvaigždžių sistema, kuriai jie priklauso, susidarė dėl supernovos sprogimo.
1995 metais prancūzų mokslininkai Michelis Mayoras ir Didier Quelozas užfiksavo vibracijas, sklindančias iš 51 Pegasus regiono. Į kūno svyravimo duomenis buvo atsižvelgta dirbant su galingu, itin tiksliu spektrometru. Paaiškėjo, kad šių bangavimų priežastis – žvaigždės zonoje skriejanti Jupiterį primenanti planeta, kuri taip pat yra gana arti nuo savo „saulės“. Tarp astronomų tokie objektai vadinami „karštaisiais Jupiteriais“.
Šiek tiek vėliau, naudojant Doplerio metodą, kurį sudaro žvaigždžių radialinio greičio matavimas, buvo atrasta daugiau nei 100 egzoplanetų.
2004 m. viduryje žvaigždžių sistemaμ Altaras buvo pirmas kartas, kai buvo pastebėta planeta – karštasis Neptūnas. Paaiškėjo, kad pilnas apsisukimasŠis objektas apjuosia savo žvaigždę per 9,5 dienos ir yra 0,09 AU atstumu nuo jo. Vidutinė temperatūra planetos paviršiuje yra +626 °C. Karšto Neptūno matmenys yra 14 kartų didesni už Žemės matmenis.
Pirmoji planeta, panaši į mūsų, buvo aptikta į saulę panašios žvaigždės Gliese 876 regione. Rasto objekto masė beveik 14 kartų viršijo Žemės masę.
2004 m. mokslininkams pirmą kartą pavyko gauti objekto, teigiančio esant egzopplantą, momentinį vaizdą, gyvenusį rudųjų nykštukų sistemoje 2M1207.
2008 m. mokslininkams pavyko gauti vienos planetinės sistemos nuotrauką, kurioje vienu metu buvo pavaizduoti 3 objektai, „apsaugoti“ HR 8799, priklausančio dideliam Pegaso žvaigždynui. Tai planetų sistema yra pirmasis, kuris buvo atrastas šalia karštos baltos žvaigždės.
Tais pačiais metais astronomams pasisekė „pagauti“ planetą Fomalhaut b, judančią aplink šviestuvą Fomalhaut.
2011 m., analizuodami Keplerio teleskopo vaizdus, mokslininkai atrado superžemę, esančią Kepler-22 b regione.
Po kelių dienų šalia žvaigždės Kepler-20 astronomai pirmą kartą užfiksavo egzoplanetas, kurių matmenys identiški Žemei.
2012 metų pradžioje amerikiečių astrofizikai atrado dar vieną egzoplanetą – GJ 1214 b, kurios paviršiuje yra vanduo ir 38 valandų orbitos periodas aplink savo ašį. Mokslininkų teigimu, medžiagos temperatūra yra viršutiniai sluoksniai„radiniai“ yra apie 230 °C.
Egzoplanetų tyrimo metodai ir priemonės
Astronominiai palydovai
- COROT (ESA yra specialus aparatas, atliekantis stebėjimus iš Žemės orbitos. Jo darbas pagrįstas daugelio šviesuolių šviesos kreivių tyrimu tuo momentu, kai priešais juos praskrenda kiti objektai – planetos. Ši mašina paleista prieš 8 metus. Mokslininkai tikėjosi jos dėka padaryti intriguojančių atradimų – surasti superžemes. Dėl to iki 2010 metų COROT misijos metu buvo aptiktos 7 su rudosiomis nykštukėmis susijusios egzoplanetos ir 1 žvaigždė.
- Kepleris (NASA) – nežemiška mašina su Schmidto sistema, galinti vienu metu stebėti 100 tūkstančių žvaigždžių. Jis buvo paleistas 2009 m. Dirbdami su įrenginiu mokslininkai tikėjosi aptikti 600 naujų planetų, kurių dydžiai Žemės dydžiai 2-2,2 karto viršija. Keplerio planuotas eksploatavimo laikas iš pradžių buvo apribotas iki 3,5 metų. Tada mokslininkai nusprendė pratęsti jo buvimą kosmose iki 2016 m. Tačiau jau 2013 metais pagrindinės mašinos sistemos tapo netinkamos naudoti. Yra žinoma, kad iki 2012 metų jam pavyko atrasti 132 egzoplanetas, taip pat nustatyti apie 2750 rimtų planetų kandidatų, esančių šalia tolimų žvaigždžių.
Antžeminės observatorijos
Pagrindiniai tyrimai, atlikti naudojant tranzito metodą
- SuperWASP yra viena geriausių antžeminių mašinų, padėjusi atrasti apie 70 egzoplanetų naudojant tranzito stebėjimo metodą. SuperWASP sistemą sudaro 2 observatorijos.
- HATNet projektas yra sistema, kurią sudaro 6 vadinamieji „automatai“ - teleskopai, turintys gana platų aprėpties lauką, esantys Arizonos ir Havajų observatorijose. Šių mašinų pagalba tapo žinomos dar 33 egzoplanetos.
Pažangūs radialinio greičio stebėjimai (Dopleris)
- HARPS yra prie vienos iš Čilės observatorijos mašinų pritvirtintas spektrografas, kurio stebėjimai pagrįsti radialinio greičio metodu.
- Keck observatorija yra didelė observatorija, kurią sudaro pora galingų atspindinčių teleskopų. Kiekvieno iš trijų prietaiso veidrodžių skersmuo siekia 10 metrų.
Kitos planuojamos misijos:
- Gaia - nauja kosmoso observatorija. pagrindinis tikslas jo paleidimas – 3D Paukščių Tako žemėlapio sukūrimas. Taip pat su Gaia pagalba mokslininkai tikisi atrasti dar apie 10 tūkstančių egzoplanetų.
Vykdomi projektai:
- TESS kuriamas. Projektas bus baigtas iki 2017 m.
- EChO – vyksta teorinis tyrimas visos projekto detalės. Gavus ESA „sutikimą“, paleidimas planuojamas 2022 m.
- ATLAST – vyksta intensyvus darbas prie projekto. Paleidimas numatomas tik po 2025 m.
Be neišvengiamo įgyvendinimo kosminės misijos, mokslininkai taip pat planuoja tobulinti antžeminius instrumentus. Pavyzdžiui, statomo Europos lėktuvo statyba yra nepaprastai didelė didelis teleskopas bus „nusileidžiamas“ įrenginys, kuris leis tirti egzoplanetų atmosferą.
Dažniausiai naudojami egzoplanetų aptikimo mūsų galaktikoje metodai
1. Doplerio metodas – vienas populiariausių metodų, kurio esmė – apskaičiuoti žvaigždės radialinį greitį. Dėl šio metodo taip pat galima aptikti planetas, kurių dydis yra kelis kartus didesnis nei mūsų planeta. Stebėtos milžiniškos planetos paprastai yra gana arti savo žvaigždės. Kai jie sukasi aplink žvaigždę, jie ją siūbuoja. Būtent tokius žvaigždės spektro poslinkio pokyčius galima aptikti naudojant Doplerio metodą. Tai taip pat leidžia tiksliai apskaičiuoti greičio svyravimų amplitudę tiesiogiai „žvaigždės-planetos“ porai, stebimo objekto masę, ekscentriškumą ir orbitos periodą. SU aktyvus naudojimas Naudodami šį metodą ieškodami ir aptikdami tokio tipo kūnus, mokslininkai sugebėjo užregistruoti daugiau nei 600 naujų planetų.
2. Tranzito būdas Tai yra momento, kada planeta kirs žvaigždės diską, nustatymas. Pirmas ženklas, kad kūnas eina pro žvaigždės diską, yra jos šviesumo susilpnėjimas. Planetų dydžiui ir tankiui nustatyti tranzito tyrimo metodas dažniausiai derinamas su Doplerio metodu. Pažymėtina, kad šiuo metodu galima įrašyti tik tuos objektus, kurių nuskustos vietos priklauso tai pačiai plokštumai kaip ir stebėjimo taškas. Dėl tranzito metodo buvo atrastos apie 185 planetos.
3. Gravitacinis mikrolęšių metodas . Tai susideda iš trečiojo objekto - žvaigždės, veikiančios kaip objektyvas, kuris sufokusuos ją, pasirinkimas gravitacinis laukas tos žvaigždės ir jos sistemos švytėjimas. Jei planetos skrieja aplink „lęšį“, tai parodys asimetrinės šviesos kreivės atsiradimas ir tikriausiai bus pastebėtas achromatiškumo nebuvimas. Reikėtų pažymėti, kad šio metodo praktinis pritaikymas yra gana ribotas. Tokiu būdu buvo atrasta tik 13 planetų.
4 Astrometrinis metodas . Jo esmė yra stebėti pačios žvaigždės judėjimo pokyčius, vykstančius planetos gravitacijos įtakoje. Naudodami šį tyrimo metodą, mokslininkai sugebėjo nustatyti tikslesnes daugelio egzoplanetų mases. Pavyzdžiui, Epsilon Eridani b.
5. Pulsarų stebėjimas radijo bangomis . Jei jų sistemose yra planetų, tai galima lengvai atpažinti pagal skleidžiamą signalą. Jis bus svyruojančio pobūdžio. Erdvėje susiformuos milžiniškos galios spinduliuotės srautai kūginiai paviršiai. Ir jei, pavyzdžiui, Žemė yra ant vieno iš jų, tada jos spinduliuotė bus nedelsiant užregistruota. Taikant šį metodą, buvo rastos dar 5 planetos.
6 Tiesioginis stebėjimas . Šis metodas susideda iš tiesioginių egzoplanetų vaizdų gavimo, slopinant žvaigždės ryškumą. Šis metodas yra veiksmingiausias stebint planetas, kurios yra karštos ir nutolusios nuo žvaigždžių.
Netolimoje ateityje James Webb teleskopas galės tiesiogiai „eiti“ į egzoplanetas ir išsamiai ištirti jų atmosferą.
Nomenklatūra
Egzoplanetos pavadinimas susideda iš dviejų dalių. Pirmoji dalis yra žvaigždės, kuriai ji priklauso, pavadinimas. Antroji vardo dalis yra lotyniška maža raidė. Pati pirmoji atrasta planeta, „priskirta“ tam tikrai žvaigždžių sistemai, bus vadinama planeta „b“, kita - „c“, tada „d“. Raidės „a“ planetų pavadinimuose nėra, nes šis simbolis reiškia patį šviestuvą. Būtina pabrėžti, kad planetos įvardijamos ne pagal artumą žvaigždei. Tai reiškia, kad objektas „c“ gali būti mažesniu atstumu nuo sistemos centro nei objektas „b“.
Taip pat yra išimčių egzoplanetų pavadinimams. Dar prieš atrandant 51 Pegasi žvaigždžių sistemą, egzoplanetų pavadinimai skambėjo kitaip. Vienas pirmųjų objektų, aptiktų prie pulsaro PSR 1257+12, buvo pavadinti didžiosiomis raidėmis. Pvz., PSR 1257+12 B. Be to, iškart radus naują planetą, esančią mažesniu atstumu nuo žvaigždės, jai vietoj D buvo suteiktas pavadinimas PSR 1257+12 A.
Netrukus visi seni pavadinimai buvo pakeisti naujais, labiau atitinkančiais vėlesnės taisyklės vardai.
Ne paslaptis, kad daugelis egzoplanetų taip pat turi savo „slapyvardžius“. Pavyzdžiui, planeta 51 Pegasus b turi antrąjį pavadinimą - „Bellerophon“. Mokslininkų teigimu, asmenvardžių suteikimas egzoplanetoms laikomas neveiksmingu.
Egzoplanetų savybės
Apie 10% šviesuolių turi planetas. Jų skaičius taip pat auga atrandant naujų, daugiau veiksmingi būdai jų tyrimus ir technologijų tobulinimą.
Pirmas atrastų planetų priklausė milžiniškų planetų tipui. Taip yra dėl to, kad anksčiau mažesnius objektus buvo daug sunkiau aptikti nei šiandien. Mūsų laikais moderni technologija leidžia įrašyti kūnus, masės rodikliais panašius į Neptūną. Keplerio teleskopu aptiktų apie 200 egzoplanetų yra maždaug tokios pat masės kaip Žemė, o 680 iš jų yra panašaus dydžio į superžemes. Šiuo metu yra daugiau nei 1000 planetų su masės rodikliais, tokiais kaip Neptūnas, ir daugiau nei 200 Jupiterio.
Mokslininkai pažymi ryški priklausomybė milžiniškų planetų buvimas sistemoje nuo procentų sunkieji metalai kaip žvaigždės dalis. Sistemos, kuriose yra šios grupės planetų, dažniausiai nurodo sistemas su žvaigždėmis saulės tipas. Raudonosios nykštukės turi daug mažiau tokių planetų. Naujausi stebėjimai naudojant gravitacinius mikrolęšius rodo, kad šiuo metu žinomose sistemose dominuoja planetos, kurių masė panaši į Uraną ir Neptūną.
Mokslininkai sugebėjo apskaičiuoti daugumos atrastų planetų skersmenį, o tai leido apskaičiuoti jų tankį ir padėjo pagrindą naujoms teorijoms, susijusioms su masyvių branduolių, susidedančių iš sunkiųjų metalų, buvimu. Tristanas Guillotas, bendradarbiaudamas su Europos mokslininkų grupe, sugebėjo nustatyti, kad lyginant objektų tankį su sunkiųjų elementų procentine dalimi jų žvaigždėse, yra tam tikras modelis. Į Saulę panašiose žvaigždžių sistemose gimusios planetos daugiausia turi vidutinio dydžio branduolius, ko negalima pasakyti apie objektus, susiformavusius šalia žvaigždžių, kuriose yra didžiausia metalų koncentracija.
Mokslininkai nustatė, kad egzoplanetos, kurių vidus susideda iš kelių sluoksnių (šerdies, plutos ir mantijos), turi savybę išskirti šilumą, kuri galėtų aktyviai dalyvauti kuriant ir išsaugant. optimalias sąlygas už gyvų būtybių egzistavimą ant jų.
Planeta, kuri daugeliu atžvilgių yra panaši į Žemę, buvo atrasta 2009 m. Gliese 581 c paviršiaus temperatūra svyruoja nuo 0 iki 40 °C. Šis faktas rodo, kad čia gali būti vandens ar net gyvybės.
Kai kurios planetinės sistemos
Upsilon Andromeda r
- planeta, priklausanti dujų gigantų, kuriuose yra vandens garų, kategorijai - debesys. Viena iš populiariausių temų, susijusių su egzoplanetorologija, yra klausimas apie realų didelių palydovų egzistavimą tarp milžiniškų dujų planetų. Iki šiol mokslininkams nepavyko aptikti nė vieno objekto, panašaus į milžiniškos egzoplanetos „mėnulį“.
51 Pegasas
- žvaigždė, panaši į Saulę, yra pirmoji atrasta žvaigždė, kurios sistemoje mokslininkai rado egzoplanetą.
υAndromeda - viena pirmųjų žvaigždžių, kurios regione vienu metu buvo aptiktos kelios egzoplanetos
Tau Ceti – arčiausiai Saulės esanti žvaigždė, kurioje iš karto užfiksuotas penkių planetų sukimasis, tačiau šis atradimas dar laukia patvirtinimo.
εEridani – viena artimiausių žvaigždžių nuo Saulės, kurią galima pamatyti ir plika akimi.
55 Vėžys
– Čia buvo atrastos 5 planetos. Astronomai vieną iš jų nustatė kaip karštą superžemę, kuri pasirodė 2 kartus didesnė už Žemę.
γ Cefėjas
– viena pirmųjų dvinarių žvaigždžių struktūrų, kur buvo rasta egzoplaneta.
Gliese876 priklauso šviesulių, vadinamų raudonaisiais nykštukais, tipui. Tai tapo pirmąja tokio tipo žvaigžde, kurioje buvo rastos kelios planetos.
HD209458 - žvaigždė, kurios regione yra vienas įdomiausių mokslininkų kosminių „radinių“ - „garuojanti planeta“ HD 209458 b.
KOI-961, KOI-961 d ir KOI-961 b
- planetos, gyvenančios šalia žvaigždės KOI-961, kuri yra raudonoji nykštukė. „Radinių“ spindulių dydis taip pat artimas Žemės spindulio dydžiui.
OGLE-235 / MOA-53
- egzoplaneta, pirmą kartą atrasta gravitacinio lęšio metodo bandymo metu.
μAukuras
. Paaiškėjo, kad šioje sistemoje yra viena „lengviausių“ egzoplanetų, tikriausiai susijusių su kūnais antžeminė grupė.
PSR1257+12
- pulsaras, kuriame jis egzistuoja unikali sistema planetos, pirmą kartą rastos už mūsų žvaigždžių sistemos ribų. Apytikslė vieno iš jo objektų masė yra 0,025 bendros masėsŽemė.
HD188753 - dar vienas unikalus erdvės „kompleksas“, susidedantis iš trijų žvaigždžių. Didelė staigmena mokslininkams buvo planetos atradimas šioje vietovėje HD188753Ab
HD189733 - žvaigždžių sistema, kurioje gyvena planeta HD189733b .- pirmoji egzoplaneta astronomijos istorijoje, kuriai mokslininkai sudarė temperatūros žemėlapį.
HD85512b, Gliese 581 c, Kepler-22 b, Gliese 581 d - unikalios egzoplanetos už Saulės sistemos ribų, kurios daugeliu atžvilgių yra panašios į Žemę.
WASP-17 b - planeta, besisukanti priešinga pusė jos žvaigždės sukimasis.
Gliese 581 g - planeta, kurioje tikriausiai yra skysto vandens.
COROT-7 b – vienas pirmųjų identifikuotų superžemių, užfiksuotų naudojant tranzito metodą. Jo matmenys viršija Žemės matmenis maždaug 1,5 karto.
OGLE-TR-56 – tranzito metodu mokslininkų atrasta žvaigždė.
HD10180 - žvaigždė, šalia kurios buvo galima įrašyti grupę didžiausias skaičius planetos. Šiandien jų yra 9.
Kepleris-10b - tankiausia planeta (8,8 g/cm³).
Kepleris-11 - šviesulys, įtrauktas į Cygnus žvaigždyną, kuriame taip pat buvo aptiktos 6 planetos.
WASP-19 b - planeta, kurios apsisukimo aplink savo ašį laikotarpis yra 19 valandų, o tai atitinka apie 0,788 mūsų dienų.
GJ1214b – vienintelė mums žinoma vandenyno planeta.
KOI-961 d - viena mažiausių tolimų planetų
WASP-33b - karščiausia egzoplaneta. Jo temperatūra yra 3200 °C.
GJ1214b Ir WASP-43b - labiausiai „suspaustų“ orbitų savininkai. GJ1214b - tarp antžeminių planetų ir WASP-43b - tarp raudonai įkaitusių Jupiterių.
KIC6185331b Ir KIC10905746b - pirmosios planetos, kurias atrado ne profesionalai, o „mėgėjai“.
Kepleris-20f Ir Kepleris-20e – viena iš žinomų egzoplanetų, kurios dydžiai labai artimi Žemės dydžiui.
KOI-961 , KOI-961 d Ir KOI-961b - planetos, skriejančios šalia žvaigždės KOI-961 , susijęs su raudonaisiais nykštukais. Jų spindulių dydis taip pat artimas Žemės spindulio dydžiui.
HD37605c - vadinamasis „šaltasis Jupiteris“, pirmą kartą atrastas 2012 m.
47 Ursa majoras - žvaigždė, kurioje yra 3 šalti Jupiteriai - ir 47 Ursa Major r , 47 Ursa Major c Ir 47 Ursa Major gim
GD66b - Pirmas dujų planeta, daugiausia sudarytas iš helio.
WASP-12b - planeta, kurios regione gali būti egzomėnulis.
HIP11952 c Ir HIP11952 b - sistemoje rastos planetos HIP11952 . Jie laikomi seniausiais. Jų amžius yra maždaug 12,8 milijardo metų.
Alpha Centauri Bb – galbūt artimiausia mums egzoplaneta.
GU Žuvys g - planeta, kuri „išlaiko“ rekordinį atstumą nuo savo žvaigždės (300 milijardų km)
Egzoplanetos atradimo pasekmės
Naujų egzoplanetų atradimas tapo tikru proveržiu astronomijoje. Šie atradimai padėjo mokslininkams padaryti svarbias išvadas. Pavyzdžiui, nurodykite faktą, kad planetinės sistemos yra viena iš labiausiai paplitusių sistemų erdvėje.
Deja, šiandien nėra visuotinai priimtos teorijos apie planetų susidarymą. Tačiau, gavus tam tikrą statistiką, artimiausiu metu šia tema turėtų paaiškėti naujų svarbių detalių.
Paaiškėjo, kad dauguma žvaigždžių sistemų, kuriose yra planetų, labai skiriasi nuo mūsų. Mokslininkai tai aiškina naudojamų tyrimo metodų selektyvumu. Galų gale, daug lengviau nustatyti trumpą laikotarpį didžiosios planetos, nei mažesnių, tokių kaip Žemė. Planetų, panašių į mūsų šiandien, identifikavimas gali būti atliekamas tik tranzito metodu.
Egzoplanetų „uždarymas“.
Išsamus žvaigždės WASP-9 tyrimas naudojant HARPS spektrometrą padėjo patvirtinti kito žvaigždžių spektro pėdsakus joje. Tai reiškia, kad egzoplanetos WASP-9 b egzistavimas yra visiškai paneigtas.
Bendras egzoplanetų skaičius Paukščių Tako galaktikoje yra daugiau nei 100 mlrd. Egzoplaneta yra planeta, esanti už mūsų saulės sistemos ribų. Šiuo metu mokslininkai atrado tik nedidelę jų dalį. Apie 10 neįtikėtiniausių planetų šiame įraše.
Tamsiausia egzoplaneta yra tolimas Jupiterio dydžio dujų milžinas TrES-2b.
Matavimai parodė, kad planeta TrES-2b atspindi mažiau nei vieną procentą šviesos, todėl yra juodesnė už anglį ir natūraliai tamsesnė už bet kurią Saulės sistemos planetą. Darbas šioje planetoje buvo paskelbtas Karališkosios astronomijos draugijos žurnale Monthly Notices. Planeta TrES-2b atspindi mažiau šviesos net nei juodi akriliniai dažai, todėl tai tikrai tamsus pasaulis.
TrES-4
Labiausiai didžioji planeta iš randamų Visatoje yra TrES-4. Jis buvo aptiktas 2006 m. ir yra Heraklio žvaigždyne. Planeta, vadinama TrES-4, sukasi aplink žvaigždę, kuri yra maždaug 1400 šviesmečių atstumu nuo Žemės planetos.
Mokslininkai teigia, kad atrastos planetos skersmuo yra beveik 2 kartus (tiksliau 1,7) didesnis nei Jupiterio (tai didžiausia Saulės sistemos planeta). TrES-4 temperatūra yra apie 1260 laipsnių Celsijaus.
COROT-7b
Metai COROT-7b trunka kiek daugiau nei 20 valandų. Nenuostabu, kad orai šiame pasaulyje, švelniai tariant, egzotiški.
Astronomai teigia, kad planeta susideda iš lietinių ir kietų uolienų, o ne iš sušalusių dujų, kurios tokiomis sąlygomis tikrai išvirs. Temperatūra, pasak mokslininkų, nukrenta nuo +2000 C apšviestame paviršiuje iki -200 C ant paviršiaus. naktis.
WASP-12b
Astronomai pamatė kosminį kataklizmą: žvaigždė sunaudojo savo planetą, kuri buvo arti jos. Tai apie apie egzoplanetą WASP-12b. Jis buvo atrastas 2008 m.
WASP-12b, kaip ir dauguma žinomų astronomų atrastų egzoplanetų, yra didelis dujinis pasaulis. Tačiau, skirtingai nei dauguma kitų egzoplanetų, WASP-12b skrieja aplink savo žvaigždę labai dideliu greičiu artimas nuotolis- šiek tiek daugiau nei 1,5 milijono kilometrų (75 kartus arčiau nei Žemė iki Saulės).
Mokslininkai teigia, kad didžiulis WASP-12b pasaulis jau spoksojo į savo mirties veidą. Svarbiausia planetos problema yra jos dydis. Ji išaugo tiek, kad negali išlaikyti materijos prieš savo gimtosios žvaigždės gravitacijos jėgas. WASP-12b savo medžiagą žvaigždei atiduoda milžinišku greičiu: šeši milijardai tonų kas sekundę. Tokiu atveju planetą žvaigždė visiškai sunaikins maždaug po dešimties milijonų metų. Pagal kosminius standartus tai yra gana mažai.
Kepleris-10b
Naudodami kosminį teleskopą astronomams pavyko atrasti mažiausią uolų egzoplanetą, kurios skersmuo maždaug 1,4 karto viršija Žemės skersmenį.
Naujoji planeta buvo pavadinta Kepler-10b. Žvaigždė, kurią ji skrieja, yra maždaug 560 šviesmečių nuo Žemės Drako žvaigždyne ir yra panaši į mūsų Saulę. Priklausantis „superžemių“ klasei, Kepler-10b skrieja gana arti savo žvaigždės ir ją apskrieja vos per 0,84 Žemės paros, o temperatūra joje siekia kelis tūkstančius laipsnių Celsijaus. Mokslininkai apskaičiavo, kad Kepler-10b, kurio skersmuo yra 1,4 karto didesnis už Žemės skersmenį, yra 4,5 karto didesnis už Žemės masę.
HD 189733b
HD 189733b yra Jupiterio dydžio planeta, skriejanti aplink savo žvaigždę 63 šviesmečių atstumu. Ir nors ši planeta savo dydžiu panaši į Jupiterį, dėl savo artumo savo žvaigždei ji yra žymiai karštesnė nei dominuojantis mūsų Saulės sistemos dujų milžinas. Kaip ir kitų rastų karštųjų Jupiterių, šios planetos sukimasis yra sinchronizuotas su ja orbitinis judėjimas- planeta visada viena puse pasukta į žvaigždę. Orbitos periodas yra 2,2 Žemės paros.
Kepleris-16b
Kepler-16 sistemos duomenų analizė parodė, kad 2011 metų birželį joje aptikta egzoplaneta Kepler-16b vienu metu sukasi aplink dvi žvaigždes. Jei stebėtojas galėtų atsidurti planetos paviršiuje, jis pamatytų dvi kylančias ir besileidžiančias saules, kaip ir Tatuino planetoje iš fantastinės „Žvaigždžių karų“ sagos.
2011 m. birželį mokslininkai paskelbė, kad sistemoje yra planeta, kurią jie pavadino Kepler-16b. Atlikę išsamesnius tyrimus, jie nustatė, kad Kepler-16b sukasi aplink dvinarę žvaigždžių sistemą maždaug lygus orbitai Venera ir padaro vieną apsisukimą per 229 dienas.
Bendromis „Planet Hunters“ projekte dalyvaujančių astronomų mėgėjų ir profesionalių astronomų pastangomis keturių žvaigždžių sistemoje buvo atrasta planeta. Planeta skrieja aplink dvi žvaigždes, kurios savo ruožtu dar dvi žvaigždes.
PSR 1257 b ir PSR 1257 c
2 planetos skrieja aplink mirštančią žvaigždę.
Kepler-36b ir Kepler-36c
Egzoplanetos Kepler-36b ir Kepler-36c – šias naujas planetas atrado Keplerio teleskopas. Šios neįprastos egzoplanetos yra nepaprastai arti viena kitos.
Astronomai atrado porą gretimų skirtingo tankio planetų, besisukančių labai arti viena kitos. Egzoplanetos yra per arti savo žvaigždės ir nėra vadinamojoje žvaigždžių sistemos „gyvenamoje zonoje“, ty zonoje, kurioje skystas vanduo gali egzistuoti paviršiuje, bet ne dėl to jie įdomūs. Astronomai buvo nustebinti dėl labai arti šių dviejų skirtingos planetos: Planetų orbitos yra taip arti, kaip ir bet kurios kitos anksčiau atrastų planetų orbitos.
Į Žemę panašių egzoplanetų paieška yra Keplerio observatorijos, kuri į orbitą pakils 2009 m. pradžioje, misija. Per ketverius metus Kepleris ištirs apie 100 000 žvaigždžių, tokių kaip mūsų Saulė, ieškodamas į Žemę panašių planetų.
Pirmoji egzoplaneta, aptikta tiesiogiai stebint matomoje šviesoje, yra Fomalhaut b. Hablo nuotraukose, padarytose dvejų metų skirtumu, matyti planetos judėjimas, per 872 metus užbaigiantis visą revoliuciją.
Keplerio observatorija yra pirmoji NASA misija, galinti aptikti Žemės dydžio ar net mažesnes planetas. Keplerio prietaisas yra itin jautrus fotometras su Schmidto teleskopu, kurio diafragma yra 0,95 m, o matymo laukas – 12°. Fotometro matavimo dalis susideda iš 42 CCD matricų, kurių matmenys 50 x 25 mm, o skiriamoji geba 2200 x 1024 p.
Kepleris labai tiksliai išmatuos iš tolimų žvaigždžių sklindančios šviesos intensyvumą ir galės aptikti jo pokytį planetai pereinant per žvaigždės diską.
Aplink saulutes, begalė ir panašių // Su ugnies aviliu, ten, aukštybėse, // Kibirkščiuojančiose šaltose erdvėse, // Sukasi, geria nuostabią šviesą, // Spiečius tragiškų planetų.
Emilis Verhaerne'as, ciklas „Vakarai“ (vertė V. Bryusovas)
1842 m. prancūzų mąstytojas Auguste'as Comte'as antrojoje pozityviosios filosofijos kurso knygoje pareiškė, kad „cheminė ir mineraloginė“ žvaigždžių sudėtis amžinai liks mokslo paslaptimi. Tuo tarpu prieš trisdešimt metų vokiečių fizikas Josephas Fraunhoferis kai kurių žvaigždžių emisijos spektruose atrado būdingas tamsias linijas, kurios, kaip dabar žinome, yra jų atmosferą sudarančių elementų požymis.
Tuo metu, kai lankėsi šio straipsnio autorius astronominis ratas Maskvos planetariumas, populiarios knygos teigė, kad antžeminių teleskopų pagalba neįmanoma aptikti vienos ekstrasaulinės planetos. Dešimtajame dešimtmetyje ši prognozė žlugo, nors mokslinius metodus, kuris leido jį paneigti (pirmieji radijo astronominiai stebėjimai, o vėliau ir Doplerio analizė spektrines linijas), buvo sukurti daug anksčiau.
Iki 2008 m. pabaigos buvo žinoma apie 310 vadinamųjų egzoplanetų, skriejančių aplink mūsų galaktikos žvaigždes. Neabejotina, kad kitų galaktikų šviesuliai taip pat turi planetų tinklelį, tik jie dar nebuvo atrasti dėl didžiulių atstumų. Atsižvelgiant į tai, kad pirmasis paprastos žvaigždės palydovas buvo oficialiai atrastas tik prieš 13 metų, tenka pripažinti, kad nuo pat pradžių egzoplanetų gaudymas įgavo labai didelius tempus. Ir nuo pat į pastaraisiais metais egzoplanetos dažniausiai aptinkamos automatinio naktinio dangaus skenavimo procese (kurio technologija tobulinama šuoliais), tokių atradimų skaičius artimiausiu metu turi galimybę gerokai išaugti.
Matai ar spėk?
Lengviausias būdas ieškoti egzoplanetų yra tiesioginis stebėjimas. Būtent taip jie kažkada ieškojo aplink Saulę esančių planetų, esančių už Saturno: tereikia pažvelgti pro teleskopą (tiksliau, analizuoti suskaitmenintus žvaigždžių vaizdus). Iš principo (o pastaruoju metu praktiškai) tai yra visiškai išsprendžiama problema – jei tik teleskopas būtų galingesnis, o matrica jautresnė.
Tačiau sėkmės tikimybė nedidelė. Tarkime, saulės tipo žvaigždė, esanti 15 šviesmečių atstumu nuo mūsų, aplink kurią maždaug 5 atstumu astronominiai vienetai sukasi Jupiterio dydžio dujų milžinas. Žemės danguje kampinis neatitikimas tarp tokios žvaigždės ir jos palydovo bus maždaug viena lanko sekundė, o tai yra gana prieinama šiuolaikiniams teleskopams. Tačiau problema ta, kad kontrastas per mažas. Optiniame spektre žvaigždžių spinduliuotės galia milijardą kartų viršija atspindėtą planetos atspindį, o infraraudonųjų spindulių diapazone – milijoną kartų. Todėl tokie atradimai vis dar galimi tik išskirtiniais atvejais. 2004 m. vienas iš aštuonių metrų Europos pietinės observatorijos teleskopų aptiko penkių Jupiterių masės planetą, skriejančią aplink rudąją nykštukę 2 M 1207 (70 parsekų nuo Saulės) dviejų Neptūno orbitos spindulių (55 astronominių vienetų) atstumu. ). Tačiau prancūzų ir amerikiečių astronomams, kurie po metų paskelbė pranešimą apie šį atradimą, labai pasisekė. Motina žvaigždė tokiu atvejušviečia taip silpnai, kad infraraudonųjų spindulių kontrastas tarp jo spinduliavimo ir planetos šviesos yra tik 100:1. Pirmoji „tiesioginė“ žvaigždės ir planetos poros nuotrauka (tačiau daryta naudojant prisitaikančią optiką) pelnytai pateko į laikraščių puslapius. Vėliau, naudojant infraraudonųjų spindulių fotografiją, buvo galima rasti dar keletą egzoplanetų kandidatų (įvairiais skaičiavimais, nuo penkių iki septynių). 2008 m. lapkritį amerikiečių astronomai pirmą kartą nuotraukose identifikavo anksčiau nežinomą egzoplanetą. matoma šviesa(šis dangaus kūnas, kurio masė yra nuo pusės iki trijų kartų didesnė už Jupiterio masę, skrieja aplink mėgstamą mokslinės fantastikos rašytojų Fomalhauto žvaigždę iš Pietų žuvų žvaigždyno). Tačiau galima tikėtis, kad per ateinantį dešimtmetį naujų tokio pobūdžio vaizdų atneš James Webb orbitinis teleskopas ir dar nepastatyti itin didelio kalibro antžeminiai teleskopai.
Nelaiminga astrometrija
Galite būti įsitikinę egzoplanetų egzistavimu netiesioginiai metodai. Jų buvimą liudija tiek pirminių žvaigždžių judėjimo anomalijos, tiek specifinės jų spinduliavimo ypatybės.
Susijęs su šviesulių judėjimu žemės skliaute seniausia šaka astronomija – astrometrija. Šis mokslas gali rasti nematomus žvaigždžių palydovus: žvaigždę su kosminiu palydovu ir jos palydovo orbita. bendras centras masės, o žvaigždės poslinkį galima registruoti tikslia goniometrine įranga. Lengviausia aptikti planetą, jei žvaigždė turi pastebimą savo judėjimą(paslenka žemės danguje kitų žvaigždžių atžvilgiu). Dar 1844 m. vokiečių astronomas Friedrichas Beselis padarė išvadą, kad mažiausios Sirijaus judėjimo aberacijos rodo palydovo buvimą. Tiesa, paaiškėjo, kad tai ne planeta, o žvaigždė – tiksliau, baltasis nykštukas(antrasis astronomijos istorijoje) – kurį po 18 metų per teleskopą ištyrė amerikietis Alvanas Clarkas.
Ekstrasoliarinės planetos buvo pradėtos sistemingai ieškoti naudojant astrometrinius metodus. Pirmasis šiuo klausimu buvo olandas Pietas Van de Kampas, persikėlęs į JAV. 1938 m. jis pradėjo periodiškai fotografuoti keletą specialiai atrinktų žvaigždžių 61 centimetro teleskopu Sprowl observatorijoje Pensilvanijoje. Po šešerių metų jis paskelbė atradęs keistą dalyką dangaus kūnas, kuris, esant norui, galėtų būti laikomas kandidatu į egzoplanetos vaidmenį.
Tai atsitiko taip. De Camp ypač domėjosi blankia žvaigžde Ophiuchus žvaigždyne, kurią 1916 metais visame pasaulyje išgarsino amerikiečių astronomas Edwardas Emersonas Barnardas. Remdamasis daugelio metų stebėjimais, jis parodė, kad šis raudonasis nykštukas turi rekordinį tinkamą judėjimą, kasmet pasislinkdamas 10,3 lanko sekundės. Be to, jis yra labai arti Saulės, tik 5,96 šviesmečiai(tik Alpha Centauri yra arčiau). De Camp visiškai logiškai nusprendė paieškoti tokiomis unikaliomis savybėmis pasižyminčios žvaigždės planetos palydos ir netrukus padarė išvadą, kad neklydo. 1944 m. jis pranešė Amerikos susitikime filosofinė visuomenė kad Barnardo žvaigždė turi nešviečiantį palydovą, kurio masė yra 60 kartų daugiau masės Jupiteris. Planetai tai yra daug, bet žvaigždei nepakanka. De Camp buvo atsargus ir pavadino savo hipotetinį kūną tiesiog tarpiniu masės objektu.
De Camp nebuvo pirmasis, kuris sugalvojo panašus skelbimas. 1943 m. panašius teiginius pareiškė jo kolega iš Sprow Observatory Kai Aage Strand ir McCormack observatorijos astronomai Dirkas Reilas ir Ericas Holmbergas. Strandas pranešė apie 16 Jupiterių masės palydovo atradimą žvaigždėje 61 Cygni, o Reilas ir Holmbergas aptiko pusantro karto lengvesnį kūną, priklausantį dvigubų žvaigždžių sistemai 70 Ophiuchi. Tačiau šių paraiškų patvirtinti nepavyko, o autoriai jų atsisakė. Tačiau de Camp nepasidavė. 1963 metais jis pranešė esąs visiškai tikras, kad Barnardo žvaigždė turi šaltą kompanioną, tačiau sumažino jos masę iki 1,6 Jupiterio. Kiek vėliau jis padovanojo jai kitą mažesnio kalibro planetą. Tačiau laikui bėgant šios išvados buvo ne kartą paneigtos ir de Camp planetos pateko į astronominių klaidingų nuomonių sąrašą. Panašus likimas ištiko ir kitą amerikiečių astronomą George'ą Gatewoodą. Turime pripažinti, kad astrometrija dar nebuvo naudinga ieškant egzoplanetų.
Pirmosios sėkmės: radijo paieška
Pirmoji sėkmė ieškant egzoplanetų atėjo ne iš optikos, o iš radijo technologijų. Tačiau tai natūralu. Kaip žinia, kosmose gausu griežtai periodiškų radijo signalų šaltinių – radijo pulsarų (tai greitai besisukančios neutroninės žvaigždės, turinčios stiprų magnetinį lauką). Sukurta ant jų magnetiniai poliai galingi nukreipti radijo bangų pluoštai apibūdina kūginius paviršius erdvėje. Jei mūsų planeta yra ant tokio paviršiaus, spindulys kerta jį kiekvieno apsisukimo metu. Spinduliuotė Žemėje registruojama periodinių impulsų pavidalu, todėl patys šaltiniai vadinami pulsarais. Jei planetos skrieja aplink pulsarą, tai jų trauka šiek tiek pakeičia jo sukimosi pobūdį ir sukelia Žemėje gaunamo radijo signalo virpesius.
Planetų palydos pulsaruose buvo ieškomos nuo aštuntojo dešimtmečio pradžios. Tačiau tik 1992 m. lenkas Alexanderis Wolszczanas ir kanadietis Dale'as Frey'us, dirbantis Jungtinėse Valstijose, įrodyta, kad atrado dvi planetas, skriejančias apie milisekundžių pulsarą PSR 1257+12, nutolusius nuo Saulės 980 šviesmečių. Vėlesni skaičiavimai parodė, kad planetos yra ne dvi, o trys. Lengviausias iš jų yra dvigubai sunkesnis už Mėnulį, kitų masė yra 4,3 ir 3,9 karto didesnė už mūsų planetos masę. Žinoma, jie netinka kaip prieglobstis bet kokio tipo gyvenimui.
Matyt, pulsarai nėra turtingi planetų. Bet kuriuo atveju vėliau radijo astronomams pavyko atrasti tik vieną kitą šios šeimos atstovą. Paaiškėjo, kad tai pulsaras PSR 1620−26, aplink kurį skrieja pustrečio Jupiterio masės kūnas. Ir visiškai akivaizdu, kad įranga, su kuria buvo padaryti šie atradimai, veikia tik pulsarams ir nėra tinkama paprastų žvaigždžių nešviečiančių palydovų paieškai.
Doplerio spektroskopija
Astrometriniai metodai iš esmės (bet dar ne praktikoje) leidžia aptikti egzoplanetas pagal dvimačių žvaigždžių trajektorijų poslinkius dangaus sfera. Todėl jie turėtų duoti maksimalų efektą, jei planetos orbitos plokštuma yra statmena žvaigždės matymo linijai. Jei iš Žemės ši planetų sistema matoma ne iš priekio, o profiliu, planetos judėjimas labiausiai paveiks ne žvaigždės padėtį dangaus sferoje, o jos radialinį greitį Žemės atžvilgiu. Judant mūsų kryptimi, palydovinė planeta trauks žvaigždę kartu su savimi, ir šis greitis padidės; planetai pradėjus tolti, radialinis žvaigždės greitis kiek sumažės. Dėl to žvaigždė, žemiškųjų stebėtojų požiūriu, kaip švytuoklė siūbuoja kryptimi „į mus - toliau nuo mūsų“. Vizualiai tokio poslinkio aptikti neįmanoma, tačiau pirmoje padėtyje įvyksta žvaigždžių spinduliuotės spektrinių linijų Doplerio poslinkis į mėlynąją pusę, o antroje – į raudonąją. Kadangi planeta aplink žvaigždę sukasi uždara trajektorija su stabiliais metais, tokie poslinkiai bus griežtai periodiški. Juos galima lengvai aptikti naudojant jautrius spektroskopus. Šis metodas (taip pat vadinamas radialinio greičio metodu) veikia net tada, kai aptariamas kampas nėra 90 laipsnių, bet vis tiek yra nulis. Žinoma, stebėjimų trukmė turėtų būti bent planetiniai metai, o dar geriau – keli metai.
Egzoplanetų medžiotojai šio metodo galimybes suprato dar aštuntajame dešimtmetyje. Ir jie tai ne tik suprato, bet ir pradėjo dirbti. 1988 m. Kanados astronomai Bruce'as Campbellas, Gordonas Walkeris ir Stephensonas Youngas pranešė, kad jie tariamai atrado tamsųjį Gama Cephei mėnulį. Tačiau jie pripažino, kad jų įranga nebuvo pakankamai jautri, kad galėtų užtikrintai pareikšti apie atradimą. Po ketverių metų jų išvados buvo suabejotos, tačiau 2003 metais jos visiškai pasitvirtino. Taigi šia prasme Šiais metais galima laikyti jubiliejumi – pirmasis egzoplanetos atradimas įvyko prieš 20 metų. Panašiai Harvardo astrofizikas Davidas Lathamas 1989 metais paskelbė apie galimą planetos identifikavimą šalia žvaigždės HD 114762, tačiau šio atradimo patvirtinimo teko laukti ištisus septynerius metus (tačiau vis dar nežinoma, ar tai planeta, ar rudoji nykštukė).
Dešimtojo dešimtmečio pradžioje kelios mokslininkų grupės jau rimtai užsiėmė spektrometrine nešviečiančių ir labai silpnų saulės tipo žvaigždžių palydovų paieška. Taikant šį metodą, jie tikėjosi atrasti ne tik egzoplanetas, bet ir rudąsias nykštukes, jau seniai teoretikų prognozuotas, infraraudonųjų spindulių žvaigždes, kurių masė mažesnė nei 8% Saulės masės, kurių gelmėse vyksta termobranduolinis paprasto vandenilio degimas. neįmanoma (nors deuteris ten gali degti, bet jo atsargų ilgai neužtenka). Abi viltys išsipildė prieš 13 metų ir dėl įdomaus sutapimo – tuo pačiu metu.
Lenktynės dėl egzoplanetų
Tarp daugelio egzoplanetų medžiotojų trys užėmė lyderio poziciją mokslinės grupės. Vieną sukūrė jau minėti kanadiečiai Campbellas ir Walkeris, antrąją – amerikiečiai Geoffrey Marcy ir Paulas Butleris (chemikas, bet turintis astronominių siekių), trečią – Ženevos universiteto astronomijos profesorius Michelis Mayoras ir jo abiturientas Didier Quelozas. Kanadiečiai galėjo būti pirmieji, pasiekę pripažintos sėkmės, nes jie daugiau nei kiti padarė kurdami instrumentus, kurie leistų pastebėti žvaigždžių „siūbavimą“. Tačiau jiems vėl nepasisekė. 1994 metais jie vėl tvirtino galimą egzoplanetos atradimą, tačiau jų išvados nepasitvirtino. Sėkmė nenorėjo šypsotis ir amerikiečiams. Tais pačiais metais Marcy pranešė, kad jie stebėjo trečdalį specialiai atrinktų žvaigždžių sąrašo, bet vis tiek neturėjo rezultatų.
Tuo tarpu šveicarai pradėjo sistemingą egzoplanetų paiešką naudodami spektrometrą didelės raiškos ELODIE, sumontuotas 1983 m. ant 1958 m. Aukštutinės Provanso observatorijos Pietų Prancūzijoje 193 cm teleskopo. 1995 metų lapkričio 23 dieną jie paskelbė straipsnį „Nature“, iš kurio pasaulis sužinojo apie ilgai lauktą planetos, skriejančios aplink paprastą žvaigždę, atradimą. Vos po kelių savaičių amerikiečiai patvirtino šį rezultatą ir pranešė apie dar poros egzoplanetų registraciją. Planetų astronomija kartą ir visiems laikams perėjo už Saulės sistemos ribų. O vėliau panašūs atradimai lijo vienas po kito.
Mokslininkai iš karto suprato, kad egzoplanetos skiriasi nuo Saulės palydovų. Pirmasis iš jų buvo aptiktas netoli žvaigždės 51 Pegasi. Jis skrieja žiediniu keliu, kurio spindulys yra 7,5 milijono kilometrų, vieną apsisukimą padarydamas vos per 4,2 dienos ir turi labai didelę masę (0,47 Jupiterio masės). Palyginimui, mažasis Merkurijus niekada nepriartėja prie Saulės arčiau nei 46 milijonai kilometrų ir visą apsisukimą padaro per 88 dienas. Abi planetos, apie kurias pranešė amerikiečiai, taip pat kilstelėjo antakius. Tai aiškiai buvo dujų milžinai – 2,54 ir 7,44 Jupiterio masės. Tuo pačiu metu jie taip pat pasirodė įtartinai arti savo žvaigždžių - 47 Ursa Major ir 70 Mergelės: jų pusiau pagrindinės ašys yra atitinkamai lygios 2,1 ir 0,48 AU. (Jupiteris yra 5,2 AU atstumu nuo Saulės). Antroji planeta taip pat juda itin pailga orbita, kurios ekscentricitetas yra 0,4, du kartus didesnis nei Merkurijaus.
Žvaigždžių užtemimai
Egzoplanetos taip pat fiksuojamos naudojant fotometriją, nustatančią tariamo žvaigždžių šviesos ryškumo svyravimus. Žinoma, tai įmanoma tik tuo atveju, jei planeta periodiškai praskrieja tarp Žemės ir jos žvaigždės. Sumažinimo amplitudė šviesos srautas yra proporcinga užtemusio ir užtemusio kūno spindulių santykio kvadratui. Taigi, jei planetos skersmuo yra lygus vienai dešimtajai žvaigždės skersmens (tai yra santykis geometriniai parametrai Jupiteris ir Saulė), jis blokuos vieną šimtąją žvaigždžių šviesos ir planetą žemės dydžio sumažins žvaigždės ryškumą viena iš dešimties tūkstančių.
Fotometrinis metodas ne tik suteikia informacijos apie planetos atmosferos buvimą ir sudėtį, bet ir išplečia Doplerio spektroskopijos galimybes. Iš tiesų, jei planeta užtemdo žvaigždę, Doplerio spektroskopija pateikia ne minimalų, o realų planetos masės įvertinimą (žr. šoninę juostą). 1999 m. rudenį Davidas Charbonnet ir Timothy Brownas pirmą kartą panaudojo šių dviejų metodų derinį – jie spektrometriškai nustatė žvaigždės HD 209458 palydovo buvimą, o paskui užfiksavo periodinius jos ryškumo svyravimų kreivės nuosmukius. Gauti duomenys leido išsiaiškinti, kad planetos masė yra 0,69 karto didesnė už Jupiterio masę, o skersmuo – pusantro Jupiterio karto. Vėliau šios planetos užtemimo efektas instrumentais buvo patvirtintas daug tiksliau. orbitinis teleskopas Hablo ir Hiparcho astrometrinis palydovas.
Kitas ekstrasoliarinių planetų fotometrinio fiksavimo būdas yra pagrįstas gravitacinio mikrolęšio reiškiniu. Iš pradžių jis buvo naudojamas blankių, mažos masės žvaigždžių paieškai. Įstrigo tarp Žemės ir tolimų ryškus šviestuvas, tokia žvaigždė sulenkia savo spindulius savo gravitacija ir laikinai padidina tariamą ryškumą. Jei žvaigždė turi palydovą, šviesos kreivė šiek tiek pasikeičia. Tolima planeta pirmą kartą buvo pastebėta tokiu būdu 2003 m. Pats metodas yra labai efektyvus, bet, deja, neleidžia pakartotinai stebėti.
Sėkmingas egzoplanetų ieškojimas ne tik suteikė daug informacijos astronomijai, bet ir atkreipė visuomenės dėmesį į mokslą bei labai padidino jo prestižą. Ir tai turėjo teigiamos įtakos naujų projektų finansavimui. Todėl nenuostabu, kad naujos kartos instrumentų, skirtų tokioms paieškoms, kūrimas įsibėgėja. Bet daugiau apie juos kitame numeryje.
Dauguma žvaigždžių turi planetų sistemą. Kyla klausimas, kiek jų iš viso yra? Vien mūsų galaktikoje turi būti milijardai nežemiškų pasaulių!
Kaip Meilė Haha Oho Liūdnas Piktas
IN giedri naktis, kai šviesos trukdžiai nėra rimtas veiksnys, dangus atrodo kvapą gniaužiantis: atsiveria vaizdas puiki sumažvaigždės Bet, žinoma, galime pamatyti tik nedidelę dalį žvaigždžių, kurios iš tikrųjų egzistuoja mūsų galaktikoje. Dar nuostabiau yra tai, kad dauguma jų turi savo planetų sistemą. Kyla klausimas, kiek egzoplanetų yra? Vien mūsų galaktikoje turi būti milijardai nežemiškų pasaulių!
Taigi, tarkime, kad aštuonios Saulės sistemoje esančios planetos yra vidurkis. Kitas žingsnis yra padauginti šį skaičių iš žvaigždžių, esančių Paukščių Take, skaičiaus. Tikrasis žvaigždžių skaičius mūsų galaktikoje yra diskusijų objektas. Iš esmės astronomai yra priversti atlikti apytikslius skaičiavimus, nes negalime pamatyti Paukščių Tako iš išorės. Ir atsižvelgiant į tai, kad jis yra spiralės formos, galaktikos diską sunkiausia ištirti dėl daugybės žvaigždžių šviesos trukdžių. Dėl to įvertinimas pagrįstas mūsų Galaktikos masės skaičiavimais, taip pat masės dalisžvaigždės jame. Remdamiesi šiais duomenimis, mokslininkai apskaičiavo, kad Paukščių Take yra nuo 100 iki 400 milijardų žvaigždžių.
Taigi Paukščių Tako galaktikoje gali būti nuo 800 milijardų iki 3,2 trilijonų planetų. Tačiau norėdami nustatyti, kiek iš jų tinka gyventi, turime atsižvelgti į iki šiol ištirtų egzoplanetų skaičių.
2016 m. spalio 13 d. astronomai patvirtino 3 397 egzoplanetų buvimą iš 4 696 potencialių kandidatų, kurie buvo aptikti 2009–2015 m. Kai kurios iš šių planetų buvo stebimos tiesiogiai naudojant tiesioginį vaizdą. Tačiau didžioji dauguma buvo aptikta netiesiogiai naudojant radialinį greitį arba tranzito metodą.
Histograma rodo egzoplanetų atradimo dinamiką pagal metus. Autoriai: NASA Ames / W. Stenzel, Prinstonas / T. Mortonas
Per pradinę 4 metų misiją Keplerio kosminis teleskopas stebėjo apie 150 000 žvaigždžių, kurios daugiausia buvo M klasės žvaigždės, dar vadinamos raudonosiomis nykštukėmis. Kai 2013 m. lapkritį Kepleris pradėjo naują K2 misijos etapą, jis sutelkė dėmesį į K ir G klasės žvaigždžių, kurios yra beveik tokios pat ryškios ir karštos kaip Saulė, tyrimą.
Remiantis neseniai NASA Ames tyrimų centro atliktu tyrimu, Kepleris nustatė, kad apie 24% M klasės žvaigždžių gali turėti potencialiai tinkamų gyventi planetų, kurių dydis yra panašus į Žemę (tos, kurios yra ne daugiau kaip 1,6 karto didesnės už Žemės spindulį). . Remiantis M klasės žvaigždžių skaičiumi, mūsų galaktikoje gali būti apie 10 milijardų potencialiai tinkamų gyventi į Žemę pasaulių.
Be to, K2 rezultatų analizė rodo, kad maždaug ketvirtadalis didelių žvaigždžių taip pat gali turėti į Žemę panašių planetų. gyvenamosios zonos. Taigi galima apskaičiuoti, kad vien Paukščių Take yra dešimtys milijardų planetų, potencialiai tinkamų gyvybei vystytis.
Ateinančiais metais misija kosminiai teleskopai Jamesas Webbas ir TESS galės aptikti mažesnes planetas, skriejančias aplink blankias žvaigždes, ir netgi nustatyti, ar kurioje nors iš jų yra gyvybės. Kai šios naujos misijos prasidės, turėsime tikslesnius mūsų galaktikoje egzistuojančių planetų dydžio ir skaičiaus įvertinimus. Iki tol jų apskaičiuotas skaičius teikia vilčių: nežemiško intelekto tikimybė yra labai didelė!
