Экзопланетные системы

В 1995 г. произошло историческое событие - открытие первой экзопланеты 51 PEG. Затем в среднем каждые два месяца с помощью телескопических наблюдений обнаруживалось по одной планете, а начиная с 1997 г. число открытий удвоилось. В последнее время темп открытий экзопланет (и кандидатов в коричневые карлики) неуклонно увеличивается. С учетом технического прогресса и улучшения методик поиска следует ожидать уже к 2005 г. число подобных объектов достигнет 1000.

В последние 8 лет за пределами Солнечной системы было открыто более 100 больших планет (экзопланет) - на порядок больше, чем их найдено в Солнечной системе. В 1995 г. произошло историческое событие - открытие первой экзопланеты 51 PEG. Затем в среднем каждые два месяца с помощью телескопических наблюдений обнаруживалось по одной планете, а начиная с 1997 г. число открытий удвоилось. В последнее время темп открытий экзопланет (и кандидатов в коричневые карлики) неуклонно увеличивается. С учетом технического прогресса и улучшения методик поиска следует ожидать уже к 2005 г. число подобных объектов достигнет 1000. Экстраполируя указанную оценку, полученную вблизи Солнца (в окрестности 100 световых лет), на общее число больших планет в нашей Галактике, получим 1010. Подавляющее число открытых экзопланет значительно крупнее Юпитера, однако, по - видимому, это является следствием эффекта селекции (планеты гиганты легче обнаружить).

На сегодняшний день существует следующие методы обнаружения экзопланет:

- Первым (исторически) является астрометрический метод.

- Другой метод, связан с прохождением планеты на фоне звезды. Этот метод называют методом переходной фотометрии.

- Третий метод - гравитационное линзирование.

- Четвертый, самый распространенный на сегодняшний день метод - спектрометрическое измерение радиальной скорости звезд.

В настоящее время в связи с развитием инструментальной базы и улучшением методов поиска обнаруживаются планеты все меньших масс и размеров, в связи с чем есть основание полагать, что возможно существование и планет земного типа. На данный момент существуют следующие космические проекты.

COROT (ESA) - специализированный 30 - см. космический телескоп, снимающий кривые блеска многих звезд в момент прохождения перед ними планет. Предполагаемый запуск - конец 2004 г. Предполагаемый потенциал открытий за время работы - десятки планет земного типа.

KEPLER (NASA) - космический телескоп Шмидта 0.95 м., способный одновременно отслеживать 100 000 звезд. Потенциал: около 50 планет, подобных Земле или 640 планет в 2.2 раза превосходящих по массе Землю. Планируемая дата запуска - 2005 г.

Экзопланетные системы

SIM (NASA) - оптический интерферометр. По прецизионному измерению положения звезд он будет способен находить планеты земного типа у ближайших звезд. Запуск намечен на 2009 г.

Eddington (ESA) - как и первые два проекта, нацелен на регистрацию прохождения планет перед звездами, но обладает большими возможностями.

IRSI/DARWIN (ESA). С помощью этого проекта надеются провести прямое наблюдение планет земного типа. Он будет состоять из 5 - 6 инфракрасных телескопов, отстоящих друг от друга на расстоянии 25 - 50 м (конечный вариант конструкции еще не выбран). Аппарат предполагается отправить за пределы основного пояса астероидов, чтобы уйти от зодиакального света. Решение о времени запуска будет принято в 2003 г., но вряд ли это будет ранее 2015 г.

TPF (Terrestial Planet Finder, NASA) - инфракрасный интерферометр по идеологии идентичный предыдущему проекту. Два посление проекта находятся на ранних стадиях разработки.

Современные методы обнаружения экзопланет

Теперь приведем более подробное описание наиболее успешно работающих методов.

Метод, основанный на фотометрии, связан с прохождением планет на фоне звезды. Планета затмевает часть поверхности и яркость звезды незначительно уменьшается. В случае, например, прохождения Юпитера на фоне Солнца - примерно на одну сотую, а для Земли - на одну десятитысячную. Специалисты исследовательского центра им. Эймса космического агентства NASA с помощью фотометра Vulcan, установленного в обсерватории Lick, продемонстрировали эффективность этого метода (на примере звезды HD209458) для обнаружения экзопланет.

Звезда, имеющая планету или звездную компоненту, испытывает колебания скорости "к нам - от нас", которые можно измерить, наблюдая доплеровское смещение спектра звезды. На первый взгляд это невозможно. Под действием Земли скорость Солнца изменяется с периодом год на сантиметры в секунду. Под действием Юпитера - на метры в секунду. При этом, тепловое уширение спектральных линий звезды соответствует разбросу скоростей порядка 1 км/с. Т. е., даже в случае Юпитера, надо измерять смещение спектральных линий на тысячную долю от их ширины. Кажется невероятным, но эта задача была блестяще решена. Метод основан на наложении спектра звезды на сильно изрезанный линиями калибровочный спектр. Для калибровки используются пары йода в ячейке, помещаемой перед спектрометром. Температура ячейки поддерживается строго постоянной. Спектрометр выдает суперпозицию двух сильно изрезанных спектров поглощения - звезды и йода. Небольшие смещения спектра звезды приводят к изменениям суперпозиции на всех частотах, что значительно увеличивает точность измерения. Но потом надо учесть то, что мы сами находимся в сложном быстром движении - суточное вращение Земли (1 км/с), движение вокруг Солнца (30 км/с), влияние Луны, наконец, влияние всех остальных планет Солнечной системы. Все это надо точно вычитать. В результате удалось получить точность 3 м/с (сейчас точность уже приближается к 1 м/с). Именно этот метод обеспечил прорыв в поисках планет.

Экзопланетные системы

Два последних метода, дополняя друг друга, позволяют получить максимальную информацию об исследуемом объекте.

Довольно экзотический, но вполне реалистичный метод - гравитационное (микро)линзирование. Когда одна звезда проходит на фоне другой, свет дальней звезды искривляется тяготением ближней и ее яркость увеличивается. Если у ближней звезды есть планеты, то это скажется на кривой изменения яркости. Поскольку наблюдения микролинзирования звезд ведутся давно (в других целях), уже найдено несколько кандидатов в планетные системы.

Оригинальный метод обнаружения экзопланет (и компонент кратных звездных систем) предложен в работе (И.А. Герасимова, Б.Р. Мушаилова, Astron. & Astrophys. Transaction, 2003). Он заключается в том, что изменения во времени основных характеристик, например, Солнечного цикла (амплитуда, фаза - широта), коррелируют с вариациями полной приливной силы, содержащей не только невозмущенную часть, определяемую формулой Лапласа, но и возмущения, обусловленные воздействием N гравитационно активных тел.

Коричневыми карликами принято считать промежуточный класс, между звездами и планетами. Из - за малой массы в недрах этих звезд невозможно протекание устойчивых ядерных реакций, а слабое свечение коричневых карликов, по - видимому, вызвано выделением гравитационной энергии при медленном сжатии.

Коричневые карлики - интригующие объекты, которые часто называют неудавшимися звездами. Они более массивны, чем Юпитер - самая большая планета в Солнечной системе. Их массы оценивают < 0,05 масс Солнца. Звезды могут светить непрерывно в течение миллиардов лет, так как они генерируют ядерную энергию. Но коричневые карлики не могут поддерживать производство ядерной энергии. После умеренного начального потока излучения они охлаждаются и становятся постепенно более слабыми.

Как сейчас известно, в окрестностях Солнца существуют сотни молодых коричневых карликов. Их поверхностная температура - в пределах от 1500 до 3200 градусов С. При охлаждении поверхности коричневого карлика ниже 1500 градусов происходят химические изменения: формируются большие количества метана, значительно изменяя вид коричневого карлика.

Первый метановый коричневый карлик был обнаружен в 1995 году. Затем эти объекты были найдены астрономами из Caltech и университета Джона Хопкинса в начале 1999 года во время обзоров ночного неба: Sloan Digital Sky Survey (SDSS) на телескопе в Нью - Мехико и 2 Micron All - sky Survey (2MASS) на телескопах в Аризоне и в Чили. Метановые коричневые карлики оказались почти идентичными друг другу. Их спектры очень похожи на спектры планет-гигантов, подобных Юпитеру, несмотря на то, что они горячее.

Три недавно открытых коричневых карлика заполняют собой промежуток между группой молодых, "теплых" коричневых карликов и остывших, метановых. Они не идентичны, но образуют последовательность, связывающую теплый звездоподобный тип с холодным планетоподобным.

Экзопланетные системы

В течение последних лет проводились интенсивные поиски объектов такого переходного типа. В феврале 2000 года, после открытия нескольких коричневых карликов при проведении Sloan Survey, инфракрасные измерения, показали, что три из них могут быть объектами давно разыскиваемого типа.

Инфракрасные спектры ясно показали, что свойства этих трех коричневых карликов хорошо вписываются между свойствами "теплой и холодной" групп, известных до сих пор. И метан, и окись углерода проявляются слабо. Подобно истинным звездам, они рождаются из облаков межзвездного газа, которые уплотняются в шарообразные тела под действием собственной гравитации. Но если возникает шар, меньший, чем 60 масс Юпитера, то внутри него не развивается давление, необходимое для начала ядерной реакции, подобной той, что раскаляет наше Солнце. И тем не менее давления в центре такого шара достаточно, чтобы находящийся в газе дейтерий спорадически вспыхивал. Вместо сияющей звезды рождается темно - красный тлеющий водородный шар. Обнаружить его в небе столь же сложно, как и холодную планету далекой звезды. Его можно сравнить с эмбрионом звезды, так и не достигшей полной зрелости.

Но чем отличаются такие тела от истинных планет?

Коричневые карлики подобно настоящим звездам рождаются, как уже говорилось, из газовых облаков, а планеты - из протопланетного облака, окружающего формирующуюся звезду. Близкие к ней планеты бывают "слеплены" из более тяжелых атомов, тогда как легкие элементы - газы - световым давлением звезды вытесняются на периферию системы. Там они собираются в "шары", подобные нашему Юпитеру.

Неясным пока остается и вопрос о том, как формируются системы, в которых одновременно может существовать и звезда, и истинные планеты, и "коричневые карлики".

Всего на данный момент известно около 30 коричневых карликов, из них 10 - (предположительно) являются "двойными системами" (Gl 229B, G 196 - 3B, Gl 570 D, TWA 5B, HR 7329, Gl 417B, Gl584 C, GG Tau Bb, Gl 86, 2MASSJ 1426316 + 155701), а одна - "тройной системой " (Gliese 569B).

Исследователи из аризонского университета с помощью адаптивной оптики провели исследование звезды спектрального класса M - Gliese 569B . Их исследования показали, что предполагаемые величины масс компонентов тройной системы (коричневых карликов) оценивается 50 масс Юпитера. В настоящее время, данные результаты не являются достаточными для проведения надежных оценок орбитальных элементов.

Были исследованы девять наиболее ярких объектов в районе звездообразования "Cha I", с помощью спектрографов высокого разрешения, в результате были обнаружены семь объектов, предположительно представляющих собой двойные коричневые карлики. Были получены спектры с интервалом в две недели в красной области спектра. Так же предполагается, что в состав, открытой австралийскими исследователями планетной системы Gliese 876, входит несколько коричневых карликов.

Экзопланетные системы

Резонансные системы

В Солнечной системе, орбитальные резонансы, являются распространенным явлением. Резонансы низших порядков (по терминологии К. Шарлье), обладающие максимальными амплитудами эффектов, обуславливают в ряде случаев устойчивые конфигурации орбит. В связи с этим есть определенные основания предполагать распространенность орбитальных резонансов и в случае экзопланет. К их числу в настоящее время относятся 47UMa, Gliese 876, Ups And, HD 83443. Однако пока незначительное число "резонансных орбит", по - видимому, обуславливается лишь неполнотой и селективностью выборки обнаруживаемых в настоящее время экзопланет. Тем не менее, принципиальным моментом является тот факт, что "резонансные конфигурации" планетных орбит обнаруживаются и вне пределов Солнечной системы.

Автор: А. А. Калошин

Источник: Astronet

Экзопланетные системы В 1995 г. произошло историческое событие - открытие первой экзопланеты 51 PEG. Затем в среднем каждые два месяца с помощью телескопических наблюдений обнаруживалось по одной планете, а начиная с 1997 г. число открытий удвоилось.

Системы мира Системы мира - термин, употребляемый в астрономии для обозначения представлений о строении системы небесных тел - Земля, Луна, Солнце, планеты. Попытки создания С. м. предпринимались в Древней Греции уже в 6 в. до н. э. (Фалес, Анаксимандр, Анаксимен). Исторически наибольшее значение имела геоцентрическая С. м., разработанная древнегреческими учёными Аристотелем (4 в. до н. э.) и Птолемеем (2 в. н. э.), и гелиоцентрическая С. м. польского астронома Н. Коперника (1-я половина 16 в.).

Про двойные Звезды Приблизительно половина всех "звезд" на самом деле - двойные или кратные системы, хотя многие из них расположены так близко, что компоненты по отдельности наблюдаться не могут.

Новые спутники Юпитера До недавнего времени число спутников самой большой планеты Солнечной системы - Юпитера составляло двадцать восемь. Однако, как оказалось, их намного больше.

Галактические тусовки В самых больших масштабах вещество во Вселенной распределено почти равномерно, но в меньших масштабах существуют большие неоднородности. Звезды могут образовывать двойные системы, входить в число скоплений или ассоциаций.

Медведев изложил план действий в ответ на развертывание ПРО Президент России Дмитрий Медведев в связи с ситуацией вокруг системы ПРО в Европе поручил Минобороны ввести в боевой состав РЛС системы предупреждения о ракетном нападении в Калининграде.

Три спутника системы ГЛОНАСС прекратили работу Количество работающих по целевому назначению спутников российской навигационной системы ГЛОНАСС сократилось на три космических аппарата.

Правительство одобрило цифровое радиовещание DRM Российское правительство признало целесообразным внедрение в стране европейской системы цифрового радиовещания DRM, говорится в распоряжении правительства.

Г.Греф выступает за разработку новой ФЦП по развитию судебной системы Министр экономического развития и торговли Герман Греф выступает за разработку новой федеральной целевой программы по развитию судебной системы.