Планетология, планетогенез и экзопланеты

Главная > Естественные науки > Астрономия > Экзопланеты

Вначале было Слово. Причем такое, что все галактики покраснели и разбежались в разные стороны... А.В. Засов, профессор ГАИШа

Экстрасолнечные планетные системы

Удалось открыть [дата?] уже сотни планет у других звезд, однако из-за специфики способов их обнаружения (в основном по гравитационному воздействию на родительскую звезду) почти все они представляют собой газовые гиганты вроде Юпитера и с точки зрения современной науки малоперспективны для поиска на них жизни и разума. К тому же почти все эти планеты обращаются по своим орбитам очень близко к звезде, некоторые сильно раскалены и даже постепенно теряют атмосферу. Находясь на такой орбите, гиганты также мешают образованию планет земной группы. В каталогах есть еще несколько землеподобных планет, открытых возле "мертвых" звезд - пульсаров, но вероятность жизни на них мала.

Изредка встречаются системы, где планеты-гиганты удалены от своей звезды и там могут образоваться "младшие братья", каковые все равно не могут пока быть обнаружены современными методами (за исключением случаев редкого и "удачного" прохождения по звездному диску). Но, к счастью, время от времени происходят отступления от этих грустных для астрофизиков закономерностей.

У  различных типов звезд формируются разные типы планетных систем. У звезд, подобных Солнцу, могут рождаться планеты, подобные Юпитеру, в то время как у красных карликов появляются одни лишь "суперземли". А вот крупные звезды спектрального класса "A" могут в своих протопланетных дисках сформировать даже коричневых карликов (объекты "промежуточного" типа - что-то среднее между звездами и планетами). (Астроном Годи).

Разделы страницы о планетологии и экстрасолнечных незвёздных телах:


Образование планетных систем (новости)

Теоретическая планетология и наблюдение планетогенеза.

Каталоги инозвездных планетных систем

Экстрасолнечные, инозвездные планеты (экзопланеты).

История открытия экстрасолнечных планет

На 6 сентября 2006 года сайт exoplanet.eu насчитывал уже 204 планеты находящихся вне Солнечной системы (экзопланеты). Сначала их обнаруживали по косвенным признакам, а реально увидеть планеты не удавалось. Теперь уже увидели экзопланеты, и сразу две (Осирис и TRes-1).

Одно из последних "пополнений" - это 4-я планета в системе Мю Жертвенника (My Arae, mu Ara) у звезды HD 160691 (расположена в 50 световых лет от нас, масса - 1,08 солнечной массы). Это всего лишь вторая нормальная звезда, имеющая сразу 4 подтвержденные планеты (другая - 55 Cancri в созвездии Рака). Причем, Мю Жертвенника прославилась как "двойник" Солнечной системы, обладающий "самой землеподобной" планетой массой в 14 земных масс (позднее была найдена и более "мелкая" планета у "нормальной" звезды). Наиболее удаленная от звезды планета делает вокруг нее один оборот за 11,5 лет и имеет массу в 1,8 юпитерианской массы, что напоминает поведение Юпитера (он оборачивается за 11,86 земного года). Погрешность здесь весьма велика - плюс-минус два года (а у поляков период получается менее 7 лет - 2500 дней). Самая близкая планета к Mu Arae весит по крайней мере 10 земель и должна быть очень горяча, поскольку расположена она в три раза ближе, чем Меркурий к Солнцу Периоды двух средних планет (b и c) соответственно 640 и 310 дней, а массы - 1,7 и 0,5 юпитеров. Земля оборачивается вокруг Солнца за 365,3 суток, а Марс - за 687.

Группа американских астрономов, работающих с космическим телескопом "Кеплер", нашла в космосе 5 планет, которые могут оказаться похожими на Землю и пригодными для жизни. За несколько месяцев наблюдений (с мая по сентябрь 2009 года) - кандидатов в планеты стало на несколько сотен больше. На сегодняшний день их насчитывается 1235. Примерно 68 из них имеют размеры и массу почти как у Земли, 288 - больше Земли в один-десять раз, 622 сопоставимы с планетой Нептун, 165 - с Юпитером, а 19 превышают наш газовый гигант. Жидкая вода, необходимая для развития жизни, может быть на 54 планетах. Только 5 из них имеют массу, близкую к земной (а остальные планеты могут иметь спутники, на поверхности которых может быть жидкая вода).

На начало марта 2010 года обнаружено уже 429 планет у 362 звезд. В 45 системах найдено не менее двух планет (рекорд — 5). Бросается в глаза огромное разнообразие и несоответствие былым представлениям о планетных системах. Большинство найденных планетных систем не только не похожи на Солнечную, но и вряд ли пригодны для жизни. Если в системе есть горячий Юпитер, значит, шансы на наличие планет земной группы невелики. Дело в том, что гигантская планета не могла появиться на тесной орбите — она могла лишь мигрировать туда из более холодных областей, порушив все на своем пути. Если имеется гигантская планета с сильно вытянутой орбитой, то орбиты остальных планет, сравнимые по размеру, будут нестабильными. Таких орбит довольно много: например, если орбита порядка земной или больше, то порядка половины из них имеют эксцентриситет больше 0,3.

К  началу 2011 года обнаружено более 500 экзопланет в 432 планетных системах. Но пока единственной претенденткой на звание «вторая Земля» остается найденная в "обитаемой зоне" еще прошлой осенью Глизе 581g.

Среди кандидатов в экзопланеты (15.02.2011):

В  настоящее время (декабрь 2011) в НАСА зарегистрировали 564 экзопланеты, существование которых подтверждено. Таким образом, сегодня мы знаем, что минимум 474 звездные системы имеют свои планеты. Cреди почти шести сотен более-менее изученных планет есть 343 газовых гиганта, 141 раскаленная планета размером с Юпитер и 80 других, в частности «суперземель» - скалистых планет в несколько и более раз тяжелее нашей родной планеты.

Планетные системы, подобные Солнечной

Землеподобные экзо-планеты

Планеты с землеподобным климатом или биоприемлемыми условиями.

Экзоземли за тридевять земель от Земли Самая похожая на Землю экстрапланета Кеплер 22b

У  каждой 6-той звезды есть планета примерно земного размера, находящаяся на достаточно близкой от звезды орбите. Значит, что только в нашей галактике примерно 17 млрд таких планет. Но, чтобы на такой планете могла развиться жизнь, она должна лежать в "зоне обитаемости", где ни жарко, ни холодно. Много таких планет находится вокруг "красных карликов". Вокруг красных карликов обнаружено 95 планет. Из них 60% меньше по размерам, чем Нептун.

До сих пор самые маленькие экзопланеты насчитывали в поперечнике 1,4-1,6 Земель, а по массе превосходили её примерно в 2-5 раз. А у обнаруженных недавно планет Kepler-20e и Kepler-20f радиус составляет всего 0,87 и 1,03 радиуса Земли. Но для благоприятных условий эти две находки расположены слишком близко к своему светилу. Их орбитальные периоды их составляют 6,1 и 19,6 дня соответственно - при этом температуры на поверхности планет достигают 760 и 427 градусов Цельсия.

Первые открытые 5 потенциально обитаемых планет нашей галактики ("Science-Fact"):

  1. Глизе 667 O (есть также Glise 667 Cc на удалении 22 св. лет - она вращается вокруг красного карлика за 28 дней и в 4,5 раза массивней Земли)
  2. Глизе 581 g
  3. Глизе 581 d
  4. Kepler 22 b
  5. HD 85512 d

Как теперь известно, большинство землеподобных планет [их можно называть экзоземлями или экстраземлями] во Вселенной образовались на пару миллиардов лет раньше нашей.

Первая землеподобная экзопланета Кеплер-186f

Землеподобная экстрасолнечная планета Кеплер-186f

Планета Кеплер-186f – это первая обнаруженная планета, похожая по размеру на Землю и находящаяся в обитаемой зоне далекой от Солнца звезды. Открытый космическим аппаратом Кеплер, этот далекий мир обращается вокруг холодного и слабого карлика класса М. Звезда находится в созвездии Лебедя, она удалена на 500 св. лет, ее размер и масса примерно в два раза меньше солнечных. Карлики класса М встречаются очень часто, они составляют около 70 процентов всех звезд в нашей Галактике Млечный Путь.

Размер орбиты планеты - 53 млн. км (примерно как от Солнца до Меркурия), а период обращения – 130 дней. На этом расстоянии от звезды-карлика класса М она находится в обитаемой зоне, где температура на поверхности допускает присутствие жидкой воды. В этой далекой системе есть еще 4 планеты. Все они немного больше Земли и гораздо ближе к своей звезде.

Массу и состав планеты невозможно определить, используя данные о её прохождении по диску звезды, однако модели предсказывают, что планета может состоять из скальных пород и иметь атмосферу. Вероятно, это самая похожая на Землю экзопланета из всех открытых до сих пор.
(Copyright © 2000-2013, РОО "Мир Науки и Культуры". ISSN 1684-9876)

Суперземли (массивные экзоземли)

Засолнечная сверхземля

Суперземлями называют каменистые планеты (в нашем случае экзопланеты), чья масса больше земной, но меньше, чем у газовых гигантов типа Урана или Нептуна. Согласно другому определению, это твердые экстра-планеты в 10 и более земных масс.

Долгое время считалось, что суперземли (сверхземли) могут находиться только за пределами Солнечной системы. Так как масса "суперземель" сравнительно невелика, их сложно обнаружить при помощи традиционной доплеровской спектроскопии. Поэтому первые из этих объектов обнаружили лишь относительно недавно в других звездных системах путем гравитационного микролинзирования. У нашей же с вами звезды тоже, возможно, имеется своя суперземля в закойперовской области (новость декабря 2015 года).

Первые планеты такого типа были открыты в 1991 году возле пульсара PSR B1257+12. Они вращались вокруг нейтронной звезды, а их масса составляла примерно 4 земных.

Первая же "суперземля", вращающаяся вокруг нормальной звезды, была обнаружена в 2005 году около звезды Глизе 876. Ее масса равнялась 7,5 земным. Почти все планеты этого типа вращались вокруг звезд небольшой массы, относящихся к оранжевым и красным карликам. Три таких планеты были открыты в 2011 году близ звезды Kepler-18. А в системе Kepler-62, расположенной в созвездии Лиры, в 200 световых годах от Земли, было найдено целых три потенциальных "суперземли". Три из пяти планет были классифицированы как тела земной группы, но при этом они находятся слишком близко к светилу и скорее похожи на горячие Меркурий и Венеру. А еще две сверхземли вращаются вокруг оранжевого карлика типа K2V, светимость которого в пять раз ниже, а размеры в полтора раза меньше, чем у Солнца.

Ближайший к Солнцу подобный объект был найден на расстоянии около 20 световых лет от Земли. Планета, обозначенная как HD 219134 b, расположена в созвездии Кассиопеи, у звезды Глизе 892. Она была обнаружена с помощью спектрографа HARPS-N, установленного на 3,58-метровом телескопе Telescopio Nazionale Galileo в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос, расположенной на острове Пальма (Канары). Впоследствии ее транзит наблюдал космический телескоп "Спитцер". Масса HD 219134 b в 4,5 раза больше, а радиус в 1,6 раза больше земных. Она находится вне зоны обитаемости, и температура там очень высокая.

  • Астрономы нашли лучшую суперземлю
  • Обнаружена очередная "суперземля" OGLE-2005-BLG-169Lb у красного карлика (0,5 солнечной массы) в 9000 с.л. от Солнца. Масса планеты в 13 раз превышает массу Земли (как у Нептуна или Урана) и она состоит из смеси камней и льда. Орбита как у нашего пояса астероидов (2,7 световых года, или 400 миллионов километров). Там должно быть -200 C (как на Уране) - это один из самых холодных из известных инозвездных миров.
  • Из 300 ближайших к Солнцу звезд по крайней мере 230 - красные карлики, массы которых не превышают половины солнечной массы. И наиболее вероятный тип планет у красных карликов - "супер-Земли" (super-Earth).

Юпитероподобные планеты других звёзд

Экстрасолнечные "горячие юпитеры"-пегасиды и другие газовые гиганты.

Инозвёздные горячие юпитеры
  • Обнаружена ближайшая к Солнечной планетная система (4.07.2003). Звезда HD70642 располагается в южном созвездии Корма, на расстоянии в 90 световых лет [не ошибка?] от CC. В ее системе найдена единственная планета - газовый гигант, по массе примерно вдвое превосходящий Юпитер. Расстояние от звезды до планеты исчисляется в промежутке между расстояниями от Солнца до Марса и Юпитера [т.е. до "Фаэтона"]. Период обращения планеты вокруг HD70642 составляет около шести земных лет [Церера, астероидный пояс].
  • Астрономы "разглядели" чужие планеты. Первая планета (HD 209458b / "Осирис" в созвездии Пегаса) вращается вокруг солнцеподобной звезды в 150 св.л. от Земли. Вторая (TRes-1 в созвездии Лиры) удалена на 500 световых лет.
  • О компаньоне DH Tau (460 с.л.) и других далеких экзопланетах: у тусклого коричневого карлика (225 св. лет) в южном созвездии Гидра, 3 кандидата у белых карликов (30-55 св. л.).
  • Астрономы Японии и США открыли планету, существование которой невозможно объяснить. О планете в созвездии Геркулеса размером с Сатурн (1000 гр C) и сверхмассивным ядром.
  • Обнаружена самая старая планета во Вселенной. 5600 с.л. [!] от Земли, вдвое больше Юпитера, в основном из газов, у белого карлика у шарового скопления.
  • Исследователи обнаружили «теплый Нептун» с облаками из соли На расстоянии примерно 430 световых лет от Земли исследователи обнаружили планету с атмосферой, состоящей из гелия и водорода. Планета, получившая название HAT-P-26b, вращается вокруг звезды, которая примерно вдвое старше нашего Солнца.

Странные и экзотические экстрасолнечные планеты

Экзотические экстрасолярные гиганты

Бывают необычные планеты (алмазные, угольные, ледяные, пересекающие свою звезду или блуждающие между звёздами), а бывают планеты у необычных звёзд - например, коричневых карликов...

Блуждающие экстрасолнечные планеты

Планеты - межзвёздные странники

Великое множество газовых гигантов блуждают по просторам Галактики без каких-либо родительских звёзд, совершенно самостоятельно. Свободно путешествующие объекты планетарной массы обнаруживают по гравитационному микролинзированию — кратковременному искажению света далёкой звезды при прохождении планеты между ней и наблюдателем. Хотя одинокие миры освещены лишь слабым светом удалённых звёзд, по одной из теорий блуждающие планеты всё равно могли бы поддерживать у себя нормальные условия для жизни за счёт аннигиляции тёмной материи.

В  центре нашей Галактики могут возникать одиночные беглые планеты, удаляющиеся из Млечного Пути на скорости до 4,5% от скорости света. Такие миры должны пересекать всю Галактику поперёк и уходить в межгалактическое пространство. Если какая-либо двойная звезда со своей планетной системой близко подойдёт к сверхмассивной чёрной дыре, расположенной в центре Галактики, то сильная гравитация чёрной дыры разбьёт такую пару звёзд. Одна из них выйдет на близкую орбиту вокруг галактического центра, а вторая на высокой скорости улетит прочь. При этом последняяя может сохранить свои планеты, а первая их потеряет. Эти планеты могут приобрести огромные скорости, разогнавшись от 3000-4500 до 13400 км/с, и покинуть Галактику. [Может от столкновения с такой планетой и погиб Фаэтон?]

Внесолнечные кометы

Протокометный диск вокруг звезды TW Гидра

На правах рекламы (см. условия):    


© «Сайт Игоря Гаршина», 2002, 2005. Пишите письма (Письмо И.Гаршину).
Страница обновлена 13.10.2017
Я.Метрика: просмотры, визиты и хиты сегодня