ЭКЗОПЛАНЕТЫ ● МЕТОДЫ ПОИСКА ЭКЗОПЛАНЕТ ● МЕТОД ЛУЧЕВЫХ СКОРОСТЕЙ | ЭФФЕКТ ДОПЛЕРА

ЭКЗОПЛАНЕТА,
планета, находящаяся за пределами Солнечной системы (греческая приставка «экзо» означает «вне», «снаружи»); альтернативный термин – внесолнечная планета (extra solar planet). Впервые такие планеты были обнаружены косвенно в 1990-х годах по слабому «покачиванию» звезд, вокруг которых они обращаются. К середине 2001 планетные системы были открыты у 58 близких к Солнцу звезд и двух радиопульсаров, причем в некоторых случаях обнаружены системы из нескольких планет, однако до сих пор ни одну из них не удалось непосредственно наблюдать и исследовать. Точное измерение движений звезды позволяет оценить массы наиболее крупных членов ее планетной системы и параметры их орбит. Не исключено, что некоторые экзопланеты не входят в околозвездные системы, подобные Солнечной системе, а движутся в межзвездном пространстве сами по себе.
Также по теме:
АСТРОНОМИЯ И АСТРОФИЗИКА

Поскольку наиболее легко обнаруживаются самые массивные экзопланеты, сильно раскачивающие звезду, вокруг которой они обращаются, большинство из открытых до сих пор экзопланет оказались массивнее Юпитера. Некоторые по массе близки к Сатурну, а в отдельных случаях – к Земле. Поскольку почти одновременно с открытием экзопланет астрономы обнаружили звездообразные объекты сверхмалой массы – коричневые карлики, – возникла необходимость провести четкую границу между звездами и планетами. Сейчас считается общепринятым, что планета – это объект, в котором за всю его историю реакции ядерного синтеза не происходят ни в каком виде. Как показывают расчеты, при формировании космических объектов нормального (солнечного) химического состава с массой более 13 масс Юпитера (Мю) в конце этапа их гравитационного сжатия температура в центре достигает нескольких миллионов кельвинов, что приводит к развитию термоядерной реакции с участием дейтерия – тяжелого изотопа водорода, наиболее легко вступающего в реакцию ядерного синтеза. При меньших массах объектов ядерные реакции в них не происходят. Поэтому массу в 13 Мю считают максимальной массой планеты; объекты с массами от 13 до 70 Мю называют «коричневыми карликами», а еще более массивные – «звездами».

Прямое наблюдение экзопланет.

Также по теме:

ЭКЗОПЛАНЕТА

ЭКЗОПЛАНЕТА

Предположим, что наблюдатель находится у ближайшей к нам звезды Альфа Кентавра и смотрит в сторону Солнечной системы. Тогда наше Солнце будет сиять для него так же ярко, как звезда Вега на земном небосводе. А блеск планет окажется очень слабым: Юпитер будет «звездочкой» 23 звездной величины, Венера – 24 величины, а Земля и Сатурн – 25 величины. Вообще говоря, крупнейшие современные телескопы могли бы заметить такие слабые объекты, если бы на небе рядом с ними не было ярких звезд. Но для далекого наблюдателя Солнце всегда расположено рядом с планетами: для астронома с Альфы Кентавра угловое расстояние Юпитера от Солнца не превосходит 4 угловых секунд, а между Венерой и Солнцем всего 0,5 угл. сек. Для современных телескопов заметить предельно слабое светило так близко от яркой звезды – задача непосильная. Астрономы сейчас проектируют приборы, которые смогут решить эту задачу. Например, изображение яркой звезды можно закрыть специальным экраном, чтобы ее свет не мешал изучать находящуюся рядом планету. Такой прибор называют «звездным коронографом»; по конструкции он похож на солнечный внезатменный коронограф Лио. Другой метод предполагает «гашение» света звезды за счет эффекта интерференции ее световых лучей, собранных двумя или несколькими расположенными рядом телескопами – так называемым «звездным интерферометром». Поскольку звезда и расположенная рядом с ней планета наблюдаются в чуть разных направлениях, с помощью звездного интерферометра (изменяя расстояние между телескопами или правильно выбирая момент наблюдения) можно добиться почти полного гашения света звезды и, одновременно, усиления света планеты. Оба описанных прибора – коронограф и интерферометр – очень чувствительны к влиянию земной атмосферы, поэтому для успешной работы их, по-видимому, придется доставить на околоземную орбиту.

NASA выпустило симулятор путешествий по экзопланетам. Бюджетный способ летать к инопланетянам

Американское аэрокосмическое агентство NASA разработало симулятор, с помощью которого любой желающий сможет увидеть модели поверхностей очень далёких от Земли планет. Чтобы переместиться на сотни световых лет, человеку нужно лишь перейти по ссылке. NASA в шутку называет свою программу «Бюро путешествий», но разглядывать панорамы экзопланет можно вечно.

Программу по исследованию далёких планет «Бюро путешествий Exoplanet exploration» («Исследование экзопланеты») NASA презентовало в конце мая. Проект представляет собой программу и сайт, на котором можно увидеть имитацию поверхностей известных науке планет, находящихся вне Солнечной системы. Все изображения представлены в виде панорам с поворотом на 360 градусов.

Первой в симуляторе NASA появилась экзопланета Kepler-186f. Она находится на расстоянии 492 световых лет от Земли и является самой первой в списке планет, чей радиус очень близок к земному.

У пользователей есть возможность включить на планете режим «атмосферы». При его активации вместо пустынного ландшафта далёкой земли на экране появятся реки, облака и растения. Впрочем, пейзаж будет гипотетическим, потому что планета находится слишком далеко, чтобы люди могли получить данные о её атмосфере.

Хотя сегодня телескопы «Кеплер» и «Хаббл» не способны сделать детальные снимки экзопланет, все панорамы основаны на реальных результатах научных исследований и немногих данных. Однако NASA предупреждает посетителей сайта, что не все части изображения стоит воспринимать всерьёз.

Вы видите основанное на ограниченных данных художественное воплощение того, как может выглядеть поверхность экзопланеты. Реальных изображений этой планеты не существует.

Всего для просмотра доступны три планеты. Вторая из них Kepler-16d, находящаяся на расстоянии двухсот световых лет от Земли. Из-за близости двух звёзд все предметы на ней отбрасывают двойные тени.

Планета, где для вашей тени всегда найдётся компания.

Последнее, что могут опробовать пользователи проекта, — это виртуальный тур по экзопланете TRAPPIST-1e, расположенной от нас на расстоянии в 40 световых лет и, по предположениям учёных, полностью состоящей из воды.

Тем, кого виды далёких планет впечатляют особенно сильно, NASA предлагает представить себя в будущем и заклеить гостиную космическими плакатами в ретро-стиле.

Читайте на Medialeaks Адрес электронной почты — не для всех. Как спрятать свой email и что делать, если он попал в базы хакеров

Найди мир своей мечты. Этот набор плакатов о путешествиях показывает день, когда работа учёных и инженеров позволит нам сделать то, о чём сейчас мы можем только мечтать.

В отличие от экзопланет, со съёмками Луны у NASA проблем не возникло. Весной 2020 года агентство опубликовало видео, в котором были собраны фотографии Луны, сделанные в разрешении 4К, так что можно увидеть даже места посадки аппаратов «лунной программы».

Если размышления о далёких планетах заставили вас задуматься о космической карьере, то вам стоит узнать вопросы, на которые отвечали ещё первые космонавты NASA в 1959 году. Но будьте осторожны, задачи для будущих космонавтов не так просты, как кажется на первый взгляд.

Измерение яркости звезды.

Существуют косвенные методы обнаружения экзопланет, основанные на наблюдении звезды, на фоне которой перемещается экзопланета. Например, если Земля лежит в плоскости орбиты экзопланеты, то время от времени экзопланета должна затмевать свою звезду. Если это звезда типа нашего Солнца, а экзопланета – типа нашего Юпитера, диаметр которого в 10 раз меньше солнечного, то в результате такого затмения яркость звезды понизится на 1%. Это можно заметить с помощью телескопа. Главная трудность в том, что доля таких экзопланет, точно ориентированных своей орбитальной плоскостью на Землю, должна быть невелика. К тому же затмение длится несколько часов, а интервал между затмениями – годы. Тем не менее уже имеются предварительные сообщения, что такие затмения наблюдались.

Также по теме:

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА

Существует также весьма экзотический метод поиска одиночных планет, не обращающихся вокруг звезды, а свободно «дрейфующих» в межзвездном пространстве. Такое тело можно обнаружить по эффекту «гравитационной линзы», возникающему в тот момент, когда невидимая планета проходит на фоне далекой звезды. Своим гравитационным полем планета искажает ход световых лучей, идущих от звезды к Земле; подобно обычной линзе, она концентрирует свет и увеличивает яркость звезды для земного наблюдателя. Это очень трудоемкий методов описка экзопланет, требующий длительного наблюдения за яркостью тысяч и даже миллионов звезд. Но автоматизация астрономических наблюдений уже позволяет его использовать.

Методы поиска экзопланет

Николай Диянчук

Учеными придумано несколько методов выявления планет около звезд. Коротко остановимся на основных.

Астрометрический метод.

Основан на изменении собственного движения звезд под гравитационным воздействием планет. Хотя с помощью астрометрии были уточнены массы некоторых экзопланет, ни одного подтвержденного открытия сделать, пока, не удалось.

Спектрометрическое измерение радиальной скорости звезд.

Самый распространенный метод. Звезда, имеющая планету или звездную компоненту, испытывает колебание скорости «к нам — от нас», которое можно измерить, наблюдая доплеровское смещение спектра светил. На первый взгляд это очень сложно. 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. То есть даже в случае такой массивной планеты как Юпитер, надо измерять смещение спектральных линий на тысячную и боле долю от их ширины. Метод основан на наложении спектра звезды на сильно изрезанный линиями калибровочный спектр. Небольшое смещение спектра звезды приводит к изменению суперпозиции на всех частотах, что значительно увеличивает точность измерений. Правда, потом нужно еще учесть суточное движение Земли (это порядка 1 км/с), движение нашей планеты вокруг Солнца (приблизительно 30 км/с), влияние Луны и других тел Солнечной системы. После значительного усовершенствования техники, сейчас ученым удается получить точность до 1 м/с. Именно этот метод обеспечил начальный прорыв в поисках планет возле иных солнц.

Метод транзитной фотометрии

Если наблюдатель случайно окажется приблизительно в плоскости орбиты, масса планеты будет определена наиболее точно. И, при этом, можно также наблюдать такое явление, как прохождение планеты по диску звезды — ее транзиты. Конечно, различить темный кружочек на точечном диске светила пока нельзя, однако небольшое уменьшение светимости звезды измерить можно. Такие «затмения» яркости ничтожны и в случае, например, прохождения Юпитера на фоне Солнца будут становить одну сотую, а для Земли одну десятитысячную долю от общего светового потока нашего светила. И, еще, для того же Юпитера такое явление должно было происходить исключительно редко — один раз на 12 лет.

Тем не менее, природа воистину неисчерпаема в многообразии форм движения материи и подарила астрономам возможность использовать метод транзитов: было открыто многие экзопланеты, находящиеся на низких орбитах и быстро вращающиеся вокруг своих звезд — так называемые «горячие юпитеры». А у них вероятность оказаться в плоскости наблюдения гораздо выше. Только с помощью транзитов ученым удается исследовать ряд важнейших характеристик внесолнечных планет — измерить радиусы, плотность, узнать о свойствах атмосфер.

Гравитационное линзирование

Когда одна звезда проходит на фоне другой, то, как предсказывает общая теория относительности, свет дальней звезды искривляется тяготением ближней и ее яркость увеличивается. Если у ближайшей звезды есть планеты, то это скажется на кривой изменения яркости. Для получения результатов нужно одновременно следить за блеском миллионов звезд. Так что, хотя эффект был предсказан А. Бялко в 60-х годах ХХ века, реализация стала возможна после появления мощных компьютеров и хороших ПЗС матриц. Этот метод наиболее чувствителен к легким планетам типа Земли, находящимся на широких орбитах. К изъянам метода следует отнести то, что провести повторное наблюдение эффекта гравитационного линзирования одной и той же звезды невозможно.

Визуальное наблюдение

Увидеть экзопланету даже мощным телескопом очень непросто. Яркий свет родительской планеты затмевает ее ничтожный блеск. Тем не менее, для слабых звезд и бурых карликов прямое детектирование уже стало возможным.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта https://skywatching.net

Дата добавления: 29.05.2013

Измерение положения звезды.

Более перспективными считаются методы, в которых измеряется движение звезды, вызванное обращением вокруг нее планеты. В качестве примера вновь рассмотрим Солнечную систему. Сильнее всех на Солнце влияет массивный Юпитер, в первом приближении можно рассматривать двойную систему Солнце – Юпитер. Они разделены расстоянием 5,2 а.е. и обращаются с периодом около 12 лет вокруг общего центра масс. Поскольку Солнце примерно в 1000 массивнее Юпитера, оно во столько же раз ближе к центру масс. Значит, Солнце с периодом около 12 лет обращается по окружности радиусом 5,2 а.е./1000 = 0,0052 а.е. (это чуть больше радиуса самого Солнца). С расстояния Альфы Кентавра (4,34 св. года = 275 000 а.е.) радиус этой окружности виден под углом 0,004 угл. сек. Это очень маленький угол: под таким углом нам видится толщина карандаша с расстояния в 360 км. Но астрономы умеют измерять столь малые углы и поэтому уже несколько десятилетий ведут наблюдение за ближайшими звездами в надежде заметить их периодическое «покачивание», вызванное присутствием планет. Пока результаты неоднозначные.

Измерение скорости звезды.

Заметить периодические колебания звезды можно не только по изменению ее видимого положения на небе, но и по изменению расстояния до нее. Вновь рассмотрим систему Юпитер – Солнце, имеющую отношение масс 1:1000. Поскольку Юпитер движется по орбите со скоростью 13 км/с, скорость движения Солнца по его собственной небольшой орбите вокруг центра масс этой системы составляет V = 13 м/с. Для постороннего наблюдателя, расположенного в плоскости орбиты Юпитера, Солнце с периодом около 12 лет то приближается с такой скоростью, то удаляется. Если луч зрения наблюдателя и перпендикуляр к орбитальной плоскости планеты составляют угол i, то наблюдаемая амплитуда скорости будет меньше (V sin i). Можно ли заметить перемещение звезды с такой скоростью? Обычно для измерения скоростей звезд астрономы используют эффект Доплера. Он проявляется в том, что в спектре звезды, движущейся относительно земного наблюдателя, изменяются длины волны всех линий: если звезда приближается к Земле, линии смещаются к синему концу спектра, а если удаляется – к красному. До конца 1980-х годов точность измерения скорости оптической звезды этим методом была не более 500 м/с. Но затем были разработаны принципиально новые спектральные приборы, позволившие повысить точность до 10 м/с. Тогда и стало возможным открытие экзопланет, определение их орбитальных параметров и масс (с точностью до фактора sin i, поскольку наклон орбитальной плоскости экзопланеты в большинстве случаев найти невозможно).

По-существу, этот же метод используют и радиоастрономы, с высокой точностью фиксирующие моменты прихода импульсов от радиопульсаров и тем самым определяющие периодические смещения нейтронной звезды относительно Солнца. Это позволяет обнаруживать невидимые объекты, обращающиеся вокруг радиопульсаров.

Астрометрический поиск.

Первые попытки обнаружить экзопланеты связаны с наблюдениями за положением близких звезд. В 1916 американский астроном Эдуард Барнард (1857–1923) обнаружил, что слабенькая красная звездочка в созвездии Змееносца быстро перемещается по небу относительно других звезд – на 10 угл. секунд в год. Астрономы назвали ее Летящей звездой Барнарда. Хотя все звезды хаотически перемещаются в пространстве со скоростями 20–50 км/с, при наблюдении с большого расстояния эти перемещения остаются практически незаметными. Звезда Барнарда – весьма заурядное светило, поэтому возникло подозрение, что причиной ее наблюдаемого «полета» служит не особенно большая скорость, а просто необычная близость к нам. Действительно, звезда Барнарда оказалась на втором месте от Солнца после системы Альфа Кентавра.

Масса звезды Барнарда почти в 7 раз меньше массы Солнца, поэтому влияние на нее соседей-планет (если они есть) должно быть весьма заметным. Более полувека, начиная с 1938, изучал движение этой звезды американский астроном Питер ван де Камп (1901–1995). Он измерил ее положение на тысячах фотопластинок и заявил, что у звезды обнаруживается волнообразная траектория с амплитудой покачиваний около 0,02 угл. сек., следовательно вокруг нее обращается невидимый спутник. Из расчетов П. ван де Кампа следовало, что масса спутника чуть больше массы Юпитера, а радиус его орбиты 4,4 а.е. В начале 1960-х годов это сообщение облетело весь мир. Но не все астрономы согласились с выводами П. ван де Кампа. Продолжая наблюдения и увеличивая точность измерений, Дж.Гейтвуд (G.Gatewood) и его коллеги к 1973 выяснили, что звезда Барнарда движется ровно, без колебаний, а значит массивных планет в качестве спутников не имеет. Однако эти же работы принесли и новую находку: были замечены зигзаги в движении пятой от Солнца звезды Лаланд-21185. Сейчас получены веские доводы, что вокруг этой звезды обращаются две планеты: одна с периодом 30 лет (масса 1,6 Мю, радиус орбиты 10 а.е.) и вторая с периодом 6 лет (0,9 Мю, 2,5 а.е.). Для подтверждения этого открытия ведутся наблюдения.

Минусы поиска экзопланет с помощью прямого наблюдения

К сожалению, наши технологии пока не позволяют использовать прямое наблюдение в широком применении. Для этого нужны подходящие обстоятельства, а именно большая удаленность от звезды. Из-за этого его не используют как главную стратегию в крупномасштабных проектах.

Ссылки

Планеты у нейтронных звезд.

В конце 1980-х годов несколько групп астрономов в разных странах создали высокоточные оптические спектрометры и начали систематические измерения скоростей ближайших к Солнцу звезд. Эта работа специально была нацелена на поиск экзопланет и через несколько лет действительно увенчалась успехом. Но первыми открыли экзопланету радиоастрономы, причем не одну, а сразу целую планетную систему. Произошло это в ходе исследования радиопульсаров – быстро вращающихся нейтронных звезд, излучающих строго периодические радиоимпульсы. Поскольку пульсары – чрезвычайно стабильные источники, радиоастрономы могут выявлять их движение со скоростью порядка 1 см/с, а значит, обнаруживать рядом с ними планеты с массами в сотни раз меньше, чем у Юпитера.

Первое сообщение в журнале «Nature» об открытии планетной системы вокруг пульсара PSR1829-10 (обозначался также PSR1828-11 и PSR B1828-10, современное обозначение PSR J1830-10) сделала в середине 1991 группа радиоастрономов Манчестерского университета (М.Бэйлес, А.Лин и С.Шемар), наблюдающих на радиотелескопе в Джодрелл-Бэнк. Они объявили, что вокруг нейтронной звезды, удаленной от Солнца на 3,6 кпк, обращается планета в 10 раз массивнее Земли по круговой орбите с периодом 6 месяцев. В 1994 в неопубликованном сообщении авторы уточнили, что планет три: с массами 3, 12 и 8 земных и периодами, соответственно, 8, 16 и 33 месяца. Однако до сих пор это открытие не подтверждено независимыми исследованиями и поэтому остается сомнительным.

Первое подтвердившееся открытие внесолнечной планеты сделал польский радиоастроном Алекс Вольцжан (A.Wolszczan), который с помощью 305-метровой антенны в Аресибо изучал радиопульсар PSR 1257+12, удаленный примерно на 1000 св. лет от Солнца и посылающий импульсы через каждые 6,2 мс. В 1991 ученый заметил периодическое изменение частоты прихода импульсов. Его американский коллега Дейл Фрейл подтвердил это открытие наблюдениями на другом радиотелескопе. К 1993 выявилось присутствие рядом с пульсаром PSR 1257+12 трех планет с массами 0,2, 4,3 и 3,6 массы Земли, обращающихся с периодами 25, 67 и 98 сут. В 1996 появилось сообщение о присутствии в этой системе четвертой планеты с массой Сатурна и периодом около 170 лет.

Та легкость, с которой планеты были найдены у первого пульсара, вдохновила радиоастрономов на анализ сигналов и других пульсаров (их сейчас открыто более 1000). Но поиск оказался почти безрезультатным: лишь еще у одного далекого пульсара (PSR 1620-26) обнаружилась планета-гигант в несколько раз массивнее Юпитера. До сих пор планетная система пульсара PSR 1257+12 демонстрирует нам единственный пример планет типа Земли за пределом Солнечной системы.

Считается весьма странным, что вообще рядом с нейтронной звездой обнаружились маломассивные спутники. Рождение нейтронной звезды должно сопровождаться взрывом сверхновой. В момент взрыва звезда сбрасывает оболочку, с которой теряет большую часть своей массы. Поэтому ее остаток – нейтронная звезда-пульсар – не может своим притяжением удержать планеты, которые до взрыва быстро обращались вокруг массивной звезды. Возможно, что обнаруженные у пульсара планеты сформировались уже после взрыва сверхновой, но из чего и как – не ясно. Пока планетные системы нейтронных звезд по причине их непонятного происхождения считают чем-то неполноценным.

Экзопланеты: мир иных миров Сергей Попов (ГАИШ МГУ) — презентация

Какая экзопланета была открыта первой? Первая надежно подтвержденная планета, вращающаяся вокруг другой нормальной звезды, была открыта в 1995 году Майором и Квелоцом. Однако еще в 1992 году надежнейшее обнаружение планеты было сделано Вольцшаном и Фрейлом, но вращалась она вокруг … радиопульсара! В 1988 году появилась работа Кэмпбелла и др., в которой говорилось о планетном кандидате, но надежно подтвердить его удалось только в 2003 году. Наконец, в 1989 году Латам и др. открыли спутник одной из звезд, у которого до сих пор масса оценена недостаточно точно, чтобы сказать планета это или бурый карлик.

Главное открытие Горячие юпитеры! Первые открытые системы оказались совсем не похожи на Солнечную систему. Гигантские планеты вращаются очень близко от своих звезд, иногда совершая оборот менее чем за сутки.

Как открывают? 1.Изменение лучевой скорости звезды (вращение вокруг общего центра масс системы звезда-планеты). 702 планеты. 2.Прохождение планеты по диску звезды. 231 планета. 3.Микролинзирование. 15 планет. 4.По таймингу (пульсары, белые карлики и двойные). 17 планет. 5.Прямые изображения. 31 планета.

Лучевые скорости Видим только яркую звезду. Будет заметно, что она движется то к нам, то от нас. Измеряем: — Период — Массу

Транзитные экзопланеты Сейчас известны сотни транзитных планет и тысячи кандидатов Прохождение планеты по диску звезды (мы почти в плоскости орбиты). Ослабление блеска звезды из-за «затмения». Измеряем период и радиус.

Kepler и CoRot

Тайминг Заставляя наблюдаемый источник периодического сигнала (радиопульсар или пульсирующий белый карлик) или компоненты двойной системы смещаться, планета меняет время прихода импульсов или моменты затмений. Т.е., обнаруживается, что у наблюдаемых объектов есть темный достаточно массивный спутник.

Планета около бета Живописца arXiv: Звезде всего 10 миллионов лет, значит, планеты-гиганты могут образовываться очень быстро. Расстояние планеты от звезды около 10 а.е. Это самое короткое расстояние для планеты, которую удалось увидеть непосредственно

Изображение четвертой планеты вокруг HR 8799 arXiv: Keck II Расстояние 14 а.е. Это меньше, чем у трех других. Похожа на Солнечную

Прямое изображение планеты около молодой звезды типа Солнца arXiv: RXS J

Экзопланета у звезды Фомальгаут Орбита 115 а.е. Однако, есть сомнения …

Спектр экзопланеты Впервые напрямую (на VLT) получен спектр экзопланеты. «Юпитер» (M~10 M J, 38 а.е. ). arxiv:

Карта экзопланеты HD b По данным о затмениях удалось построить карту экзопланеты. Инфракрасная космическая обсерватория имени Спитцера. Горячее пятно в экваториальной области.

Планета у звезды, видимой невооруженным глазом Небольшой канадский спутник MOST Сверхземля 8-9 масс Земли радиусов Земли Высокая плотность Период 0.7 дней

>1200 кандидатов в планеты (на февраль 2011 года) Работа спутника Kepler Кандидаты имеют размеры от долей радиуса Земли до пары радиусов Юпитера. Больше всего (половина выборки) нептуноподобных планет (2-6 радиусов Земли)

Кеплер-11 У звезды типа Солнца вращаются шесть планет. Все они транзитные. Пять имеют орбитальные периоды от 10 до 47 дней. Внутренние планеты относятся к числу самых легких из известных, но оценки радиуса указывают на низкую среднюю плотность: у планет есть оболочки из легких газов

Шесть транзитных планет! Kepler Массы (в земных)

Планеты у двойных звезд Есть две основные конфигурации: близко к одной из звезд или далеко от обеих

Kepler-16: планета Татуин Транзитная планета вокруг двойной. Звезды имеют массы 0.2 и 0.7 масс Солнца и орбитальный период 41 день. Планета вращается в плоскости, и ее период 230 дней. Сейчас открыты планеты у двойных звезд Кеплер-34 и Кеплер-35. Видимо более 1% тесных двойных имеют планеты, вращающиеся вокруг всей системы в той же плоскости. Вообще же около 12% кратных звезд имеют планеты ( ).

Плотная гигантская планета: CoRoT-20b Горячий юпитер Плотность 8-9 г/см 3 Масса М ЮПИТЕРА Радиус R ЮПИТЕРА Орбита имеет большой (0.56) эксцентриситет и должны сильно эволюционировать. Существование такой планеты ставит интересные вопросы перед моделями формирования и эволюции экзопланет

Первые открытия Маломассивная планета на самой границе зоны обитаемости. Открыта по данным HARPS. Это наземный проект. Измеряется масса, т.к. наблюдается изменение лучевой скорости звезды.

Кеплер Небольшая планета в зоне обитаемости у звезды типа Солнца. Радиус 2.4 земного

Маленькие планеты Система Кеплер-20. Пять планет, две из которых имеют маленькие радиусы: примерно 1 и 0.9 радиуса Земли. Планеты находятся близко от звезды, т.е. вне зоны обитаемости.

Еще … KOI 961 Радиусы: радиуса Земли и Звезда – близкий М-карлик (100 св.лет) Орбитальные периоды от 0.5 до 2 дней.

Планета в зоне обитаемости у тройной звезды Новый анализ данных HARPS Три планеты Одна из них (c) – в зоне обитаемости. Ее масса >4.5 М Земли Звезда – близкий (20 св. лет) красный карлик. Он вращается вокруг двойной системы из двух К-карликов. Расстояние до пары >250 а.е. Звезда имеет пониженную металличность.

Экзопланеты и микролинзирование Микролинзирование – эффективный способ поиска экзопланет. Авторы проанализировали большой массив данных. Статистика такова: 10-20% звезд имеют планеты с массой масс Юпитера; холодные нептуноподобные планеты (10-30 масс Земли) есть у 30-70% звезд; наконец, суперземли (5-10 масс Земли) есть у 25-95%. Речь идет об орбитах размером а.е.

Свежайшие данные Кеплера В конце февраля этого года в Архиве появилась новая статья, в которой по результатам использования данных за первые 16 месяцев работы спутника говорится уже о 2300 планетных кандидатах. Особенно возросла доля маленьких (менее 2 земных радиусов) планет и доля планет с большими орбитальными периодами.

Планетные системы на сегодня

Архитектура экзопланетных систем Системы с тремя и более планетами. 885 планет в 361 системе. Цвет кружка отражает размер планеты относительно других членов системы. Больше всего «нептунов» и сверхземель с орбитальными периодами около 10 дней. Т.е., системы не похожи на нашу. Однако одно важное свойство, видимо, общее: орбиты планет лежат практически в одной плоскости.

9 планет? Переобработка данных привела к решению, в котором видны следы существования 9 планет в системе звезды HD Ранее говорилось о 6 или 7 планетах в этой системе. Данные наземных наблюдений с помощью системы HARPS.

Выброс планет звездами , Что происходит с планетами в ходе эволюции звезды? У звезд типа Солнца планеты на орбитах, как в СС, останутся в системе, но орбиты будут шире. Поэтому и наблюдают планеты у белых карликов Далекие планеты могут «улетать» Интересные потери планет могут происходить в двойных системах!

Самое свежее изображение Бурый карлик у красного карлика. 1RXS J Изображение получено на телескопе Keck II. Масса бурого карлика масс Юпитера.

Успех Доплер-эффекта: планеты у нормальных звезд.

Первую «настоящую» экзопланету обнаружили в 1995 астрономы Женевской обсерватории Мишель Майор (M.Mayor) и Дидье Квелоц (D.Queloz), построившие оптический спектрометр, определяющий доплеровское смещение линий с точностью до 13 м/с. Любопытно, что американские астрономы под руководством Джеффри Марси (G.Marcy) создали подобный прибор раньше и в 1987 приступили к систематическому измерению скоростей нескольких сотен звезд; но им не повезло сделать открытие первыми. В 1994 Майор и Квелоц приступили к измерению скоростей 142 звезд из числа ближайших к нам и по своим характеристикам похожих на Солнце. Довольно быстро они обнаружили «покачивания» звезды 51 в созвездии Пегаса, удаленной от Солнца на 50 св. лет. Колебания этой звезды происходят с периодом 4,23 сут и, как заключили астрономы, вызваны влиянием планеты с массой 0,47 Мю (для нее уже предложено имя – Эпикур).

Это удивительное соседство озадачило ученых: совсем рядом со звездой как две капли воды похожей на Солнце бешено мчится планета-гигант, обегая ее всего за четыре дня; расстояние между ними в 20 раз меньше, чем от Земли до Солнца. Астрономы не сразу поверили в это открытие. Ведь обнаруженная планета-гигант из-за ее близости к звезде должна быть нагрета до 1000 К. Горячий юпитер? Такого сочетания астрономы не ожидали. Быть может, за колебания звезды была принята пульсация ее атмосферы? Однако дальнейшие наблюдения подтвердили открытие планеты у звезды 51 Пегаса. Затем обнаружились и другие системы, в которых планета-гигант обращается очень близко к своей звезде; термин «горячий юпитер» прочно вошел в обиход.

Поиском экзопланет сейчас занято более 150 астрономов на различных обсерваториях мира, включая самую продуктивную научную группу Дж.Марси и группу М.Майора. Для выработки терминологии и координации усилий в этой области Международный астрономический союз (МАС) создал Рабочую группу по внесолнечным планетам, первым руководителем которой избран американский астроном-теоретик Алан Бос (A.Boss). Предложена временная терминология, согласно которой «планетой» следует называть тело массой менее 13 Мю, обращающееся вокруг звезды солнечного типа; такие же объекты, но свободно движущиеся в межзвездном пространстве, следует называть «коричневыми субкарликами» (sub-brown dwarfs). Сейчас этот термин употребляется в отношении нескольких десятков предельно слабых объектов, найденных в 2000–2001 в туманности Ориона и не связанных со звездами. Они излучают в основном в инфракрасном диапазоне и по массе, вероятно, лежат в промежутке между коричневыми карликами и планетами-гигантами. Ничего определенного о них пока сказать нельзя.

Самые необычные экзопланеты

55 Cancri e (Янссен)

Планета принадлежит классу суперземель — она в 8 раз массивнее Земли и вдвое больше. Открыта она была в 2004 году методом Доплера (прочитать об этом можно здесь), а в 2011 году телескоп MOST уточнил ее характеристики при помощи транзитного метода.

Главная особенность этой планеты в том, что из-за высокого содержания углерода в составе родительской звезды в недрах этой планеты также содержится множество его разновидностей — в том числе и огромные залежи алмазов, из-за чего ее быстро прозвали «алмазной планетой». Также она интересна тем, что она находится настолько близко к своей звезде, что совершает оборот всего за 17 часов (за это время Земля совершит лишь 1/500 своего пути вокруг Солнца), к тому же приливно с ней связана: к звезде всегда повернута только одна часть планеты, что приводит к совершенно фантастическому явлению: яркая половина планеты всегда расплавлена, а находящаяся в тени — твердая.

Глизе 436 b

Планета находится всего в 33 световых годах от нас, и вращается она вокруг красного карлика, причем достаточно быстро — один оборот совершается за 2.5 дня. По своим размерам планета сопоставима с Нептуном — ее радиус в 4 раза больше земного, а масса — в 22 раза. Открыта она была в 2004 году методом Доплера, а в 2005 ее параметры были уточнены с помощью транзитного метода.

Мы все привыкли, что вода при 100 градусах испаряется, а при 0 — замерзает. Однако в недрах этой планеты находится лед… при температуре в 300 градусов! Это происходит из-за сильной гравитации — она не позволяет молекулам воды разрушить структуру и превратиться изо льда в воду. Однако процесс сублимации (превращения льда сразу в пар) медленно, но идет, из-за чего за планетой тянется огромный хвост длиной в 50 диаметров родительской звезды. Так что планета медленно теряет массу, и в какой-то момент ее гравитации перестанет хватать для удержания воды в твердом состоянии: лед начнет таять и практически моментально закипать — будет завораживающее зрелище, однако, увы, мы вряд ли его увидим — планета может умирать еще долгие миллионы лет.

HD 189733 A b

Планета — голубой газовый гигант, расположенный на расстоянии 63 световых лет от нас. С виду ничего странного: по размерам и массе она сравнима с Юпитером, правда расположена куда ближе — она вращается всего на расстоянии в 5 млн км от своей звезды (напомню, что расстояние от Земли до Солнца — 150 млн км).

Про эту планету все бы забыли, если бы астрономы не решили изучить ее атмосферу и понять, почему же планета имеет голубой цвет. Все оказалось достаточно интересно: на планете и в ее атмосфере очень много кремния, а с учетом температуры на солнечной стороне в почти тысячу градусов можно наблюдать на ней… дожди из стекла, причем из-за большого ускорения свободного падения осколки набирают скорость до 6500 км/ч — в общем, по такой планете человек вряд ли сможет походить.

WASP-12 b

HD 188753 A b

Планета является неподтвержденной — ее открыли в 2005 году методом допплеровской спектроскопии, однако из-за необычных условий в этой звездной системе нельзя говорить точно, есть ли она там.

А необычные условию заключатся в том, что в этой звездной системе, расположенной на расстоянии в 149 световых лет от Солнца, находится аж три звезды, причем они располагаются достаточно близко друг от друга — на расстоянии, примерно равном таковому между Сатурном и Солнцем. Сама планета вращается вокруг желтого карлика HD 188753 A, причем очень близко к нему — один оборот планета совершает всего за 80 часов. С учетом того, что по весу она схожа с Юпитером, вряд ли там есть похожая на нас жизнь, зато красивых эффектов вроде трех солнц на горизонте (Татуин нервно курит в стороне) и тройных теней хватает.

GJ 1214 b

Планета принадлежит классу суперземель, и находится в 40 световых лет от нас. Примечательно, что это первая экзопланета такого класса, родительская звезда которой — красный карлик. Она в 6.5 раз тяжелее Земли, и в 2.5 раза больше, при этом она находится очень близко к своей звезде — на расстоянии всего 2.1 млн км.

Главная особенность этой планеты — она на 50-75% состоит из воды (и на 25-50% из каменистых материалов и железа). Предполагается, что океаны на ней имеют глубину до 1600 км — это при том, что на Земле их максимальная глубина не превышает 11 км.

Как видите, другие миры таят в себе много странностей — а ведь выше я описал лишь малую долю открытых экзопланет. Кто знает, возможно мы найдем мир, в котором будет разумная жизнь.