экзопланеты

Экзопланета
Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Данная версия страницы не проверялась участниками с соответствующими правами. Вы можете прочитать последнюю стабильную версию, проверенную 17 июня 2010, однако она может значительно отличаться от текущей версии. Проверки требуют 16 правок.Перейти к: навигация, поиск
Экзоплане;та (др.-греч. ;;;, exo — вне, снаружи), или внесолнечная планета — планета, обращающаяся вокруг звезды, за пределами Солнечной системы. Планеты чрезвычайно малы и тусклы по сравнению со звёздами, а сами звёзды находятся крайне далеко от Солнца (ближайшая — на расстоянии 4,22 световых года). Поэтому долгое время задача обнаружения планет возле других звёзд была неразрешимой. Сейчас такие планеты стали открывать благодаря усовершенствованным научным методам, зачастую на пределе их возможностей.

На конец июля 2010 года известны 473 экзопланеты в 403 планетных системах.профиль удален Подавляющее большинство из них обнаружено с использованием различных непрямых методик детектирования, а не визуального наблюдения. Большинство известных экзопланет — газовые гиганты, и более походят на Юпитер, чем на Землю. Очевидно, это объясняется ограниченностью методов (легче обнаружить короткопериодичные массивные планеты).

Содержание
1 История открытия
2 Средства изучения экзопланет
3 Методы поиска экзопланет
4 Номенклатура
5 Свойства экзопланет
6 Некоторые планетные системы
7 Последствия открытия экзопланет
7.1 «Закрытие» экзопланет
8 См. также
9 Примечания
10 Литература
11 Ссылки

История открытия

Количество экзопланет открытых разными способами:
Радионаблюдение пульсаров

Метод радиальных скоростей

Транзитный метод

Метод синхронизации Визуальное наблюдение

Гравитационное линзирование

Астрометрический метод

Анимация хронологии открытия экзопланет. Цвет точки означает метод открытия. Горизонтальная ось — размер большой полуоси. Вертикальная ось — масса. Для сравнения белым цветом обозначены планеты солнечной системыПервые попытки найти планеты вне солнечной системы были связаны с наблюдениями за положением близких звезд. Еще в 1916 году Эдуард Барнард обнаружил красную звездочку, которая «быстро» смещалась по небу относительно других звезд. Астрономы окрестили ее Летящей звездой Барнарда. Это одна из ближайших к нам звёзд и по массе в семь раз меньше Солнца. Исходя из этого, влияние на нее планет, если они есть, должно было быть заметным. В начале 1960-х годов Питер Ван де Камп объявил, что открыл у неё спутник массой с Юпитер. Однако Дж. Гейтвуд в 1973 году выяснил, что звезда Барнарда движется без колебаний и, значит, массивных планет не имеет.

В конце 1980-х годов многие группы астрономов начали систематическое измерение скоростей ближайших к Солнцу звезд, ведя специальный поиск экзопланет с помощью высокоточных спектрометров.

Впервые внесолнечная планета была найдена канадцами Б. Кэмпбеллом, Г. Уолкером и С. Янгом в 1988 году у оранжевого субгиганта Гамма Цефея A, но подтверждена лишь в 2002 году.

В 1989 году сверхмассивная планета (или коричневый карлик) была найдена Д. Латамом около звезды HD 114762. Однако ее планетный статус был подтвержден только в 1999 году.

Первые нормальные экзопланеты были зарегистрированы у нейтронной звезды PSR 1257+12, их открыл астроном Александр Вольшчан в 1991 году. Эти планеты были признаны вторичными, возникшими уже после взрыва сверхновой.

В 1995 году астрономы Мишель Майор (Michel Mayor) и Дидье Келос (Didier Queloz) с помощью сверхточного спектрометра обнаружили покачивание звезды 51 Пегаса с периодом 4,23 сут. Планета, вызывающая покачивания, напоминает Юпитер, но находящийся в непосредственной близости от светила. В среде астрономов планеты этого типа так и называют «горячие юпитеры».

В дальнейшем, путём измерения лучевой скорости звёзд для поиска их периодического доплеровского изменения (метод Доплера) было обнаружено более сотни экзопланет.

Понятно, что старания исследователей были направлены на поиск планет, подобных Земле. И вот в августе 2004 года была обнаружена первая такая планета, в системе звезды ; Жертвенника. Планета делает оборот вокруг светила за 9,55 суток, расстояние до звезды 0,09 а. е., температура на поверхности порядка 900 K. Масса её оценивается приблизительно в 14 масс Земли.

В 2004 году было получено первое изображение (в инфракрасных лучах) объекта-кандидата в экзопланету 2M1207.

13 ноября 2008 года — впервые удалось получить изображение сразу целой планетной системы, был получен снимок трёх планет, обращающихся вокруг звезды HR 8799 в созвездии Пегаса. Это первая планетная система, открытая у горячей белой звезды раннего спектрального класса (А5) — все открытые ранее планетные системы (за исключением планет у пульсаров) были обнаружены вокруг звезд более поздних классов (F-M).Светлана Пешкова

13 ноября 2008 года — впервые удалось обнаружить планету вокруг звезды Фомальгаут путем прямых наблюдений.

Средства изучения экзопланет

Фотометрия экзопланеты Kepler-6b по данным телескопа КеплерCOROT (ЕКА) — специализированный 30-сантиметровый орбитальный космический телескоп, снимающий кривые блеска многих звёзд в момент прохождения перед ними планет. Запущен 27 декабря 2006 года. Предполагалось с его помощью обнаружить десятки планет земного типа. К марту 2010 года COROT открыл семь экзопланет и один коричневый карлик.
Кеплер (НАСА) — запущен 7 марта 2009 года. Космический телескоп системы Шмидта с диаметром зеркала 0,95 м, способный одновременно отслеживать 100 тыс. звёзд. Планируется обнаружить около 50 планет, размерами идентичными Земле, и порядка 600 планет, в 2,2 раза превосходящих Землю по размеру. Кеплер будет обращаться вокруг Солнца по орбите радиусом в одну астрономическую единицу. Расчётный срок эксплуатации 3,5 года. К марту 2010 года Кеплер открыл пять экзопланет.
Также в более далёком будущем планируется запуск:

PEGASE — запуск ориентировочно 2010—2012 годах.
New Worlds Mission — запуск в 2013 году.
систем инфракрасных телескопов IRSI/DARWIN (ЕКА) — запуск в 2015 году.
оптического интерферометра Space Interferometry Mission SIM (НАСА) — запуск в 2015—2016 годах.
Terrestrial Planet Finder TPF (НАСА) — запуск после 2020 года.
Методы поиска экзопланет
Метод Доплера — спектрометрическое измерение радиальной скорости звезды. Это самый распространённый метод. С его помощью можно обнаружить планеты с массой не меньше нескольких масс Земли, расположенные в непосредственной близости от звезды и планеты-гиганты с периодами до примерно 10 лет. Планета, обращаясь вокруг звезды, как бы раскачивает её, и мы можем наблюдать доплеровское смещение спектра звезды.
Этот метод позволяет определить амплитуду колебаний радиальной скорости для пары «звезда — одиночная планета», массу звезды, период обращения, эксцентриситет и нижнюю границу значения массы экзопланеты . Угол между нормалью к орбитальной плоскости планеты и направлением на Землю современные методы измерить не позволяют.
На апрель 2010 года этим методом зарегистрировано 343 планеты.
Транзитный метод связан с прохождением планеты на фоне звезды. В этот момент светимость звезды уменьшается. Метод позволяет определить размеры планеты, а в сочетании с методом Доплера — плотность планет. Дает информацию о наличии и составе атмосферы.
На апрель 2010 года обнаружено 79 планет.
Метод гравитационного микролинзирования. У этого метода крайне ограниченное применение, так как между наблюдаемой звёздной системой и Солнцем должна быть другая звезда, фокусирующая своим гравитационным полем свет наблюдаемой звёздной системы. Повторное наблюдение невозможно. Метод чувствителен к планетам с малой массой, вплоть до земной.
К апрелю 2010 года было открыто 10 планет.
Астрометрический метод. Основан на изменении собственного движения звезды под гравитационным воздействием планеты. С помощью астрометрии были уточнены массы некоторых экзопланет, в частности Эпсилона Эридана b. Будущее этого метода связано с орбитальными миссиями, такими, как SIM.
Радиопоиск. Если вокруг пульсара вращаются планеты, то излучаемый сигнал имеет осциллирующий характер. Мощные направленные пучки излучения образуют в пространстве конические поверхности. Если на такой поверхности окажется Земля, тогда возможно зарегистрировать данное излучение. На март 2010 года у двух пульсаров найдено пять планет (3+2).
Номенклатура

Взгляд художника на планету HD 189733bОткрытым экзопланетам в настоящее время присваиваются названия состоящие из названия звезды, около которой обращается планета, и дополнительной строчной буквы латинского алфавита, начиная с буквы «b» (например: 51 Пегаса b). Следующей планете присваивается буква «c», потом «d» и так далее по алфавиту. При этом буква «a» в названии не используется, так как такое название подразумевало бы собственно саму звезду. Кроме того, следует обратить внимание на то, что планетам присваиваются названия в порядке их открытия, а не по мере удаления от звезды обращения. То есть, планета «с» может быть ближе к звезде, чем планета «b», просто открыта она была позднее (как, например, в системе Глизе 876).

В названиях экзопланет существовало исключение. Дело в том, что до открытия системы 51 Пегаса в 1995 году экзопланеты называли иначе. Первые обнаруженные экзопланеты у пульсара PSR 1257+12 были названы прописными буквами PSR 1257+12 B и PSR 1257+12 C. Кроме того, после обнаружения новой, более близкой к звезде планеты, она была названа PSR 1257+12 A, а не D. Впоследствии эти планеты были переименованы во избежание путаницы в соответствии с современной системой именования экзопланет.

Некоторые экзопланеты имеют дополнительные неофициальные «прозвища» (как, например, 51 Пегаса b неофициально названа «Беллерофонт»). Однако в научном сообществе в настоящее время присвоение официальных личных имён планетам считается непрактичным и соответственно не практикуется.

Свойства экзопланет

Сравнение Солнечной системы с системой 55 РакаПланеты обнаружены приблизительно у 10 % звёзд, включенных в программы поисков. Их доля растёт по мере накопления данных и совершенствования техники наблюдения.

Большинство открытых экзопланет — это планеты-гиганты (так как планеты других типов обнаружить труднее). В последнее время открыто также несколько планет с массами порядка массы Нептуна и ниже.

Наблюдается зависимость количества планет-гигантов от содержания тяжелых элементов (металлов) в звездах. Системы с планетами-гигантами встречаются также преимущественно у звёзд солнечного типа (классов K5-F5), в то время как у красных карликов их доля значительно меньше (у 200 наблюдаемых красных карликов обнаружены пока что только три подобные системы). Последние открытия, сделанные методом гравитационного микролинзирования, говорят о широкой распространённости систем с планетами средней массы типа Урана и Нептуна вместо газовых гигантов. Это в первую очередь относится к маломассивным звёздам и звёздам с низким содержанием металлов.

Для ряда планет получена оценка их диаметра, что позволяет определить их плотность, а также строить предположения относительно наличия массивных ядер, состоящих из тяжёлых элементов. Европейские астрономы под руководством Тристана Гийо (Tristan Guillot) из Обсерватории Лазурного берега (Франция), установили, что при сравнении плотности планет с содержанием металлов в их звездах имеется определённая корреляция. Планеты, сформированные вокруг звёзд, которые являются столь же богатыми металлом, как наше Солнце, имеют маленькие ядра, в то время как планеты, звезды которых содержат в два-три раза больше металлов, имеют намного большие ядра.

Наиболее близкой по условиям к Земле экзопланетой, известной на 2009 год, является Глизе 581 c, температура на которой, по предварительным оценкам, находится в диапазоне 0-40 °C. Также теоретически на этой планете возможно существуют запасы жидкой воды (что подразумевает возможность существования жизни).

Другие статьи в литературном дневнике:

• 17.08.2010. экзопланеты