DataLife Engine > Версия для печати > Екзопланети: історія відкриття та сучасні досягнення

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИБІЛОРУСЬ

Установа освіти

В«БрестськаДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ А. С. ПУШКІНА В»

Фізичний факультет

Кафедра теоретичної фізики таастрономії

Курсова робота

по спеціалізації В«Теоретичнафізика В»

Екзопланети: історія відкриття тасучасні досягнення

Брест 2010

Зміст

Введення

Екзопланети

Історія відкриття екзопланет

Сучасні досягнення у відкриттіекзопланет

Висновок

Література

Введення

Всесвіт - це не тількизірки і планети. Це значно більше: і колиска розумного життя, і Світовийрозум, і взагалі все.

Ми не тільки крапля вокеані, який називається Всесвітом. Але ця крапля не загубилася у вселенськомуокеані, вона пов'язана безліччю ниток абсолютно з усім у Всесвіті, ця краплявпливає на все, що відбувається у Всесвіті.

Земна цивілізація неєдина у Всесвіті. Їх безліч. Вони знаходяться на різнихрівнях розвитку. Вони випередили нас у розвитку, інші відстають. Але у всіх у насодин творець - Світовий розум.

Закони розвитку Всесвіту(В тому числі і Землі) визначені. Інших законів ми придумати не можемо. Але миможемо і повинні, якщо хочемо нормально жити, будувати своє життя (включаючиекономіку, промисловість) у відповідності з цими законами. А для цього треба їхзнати.

Дослідження Всесвітубез сумніву стане однією з найбільш захоплюючих сторінок наукових шукань 21століття.

Екзопланети

Якщо стародавні вважалиЗемлю центром Всесвіту, то сьогодні космологи питання про унікальність планетиЗемля пропонують розділити на декілька: чи є планети поза Сонячноюсистеми?; чи існують планетні системи, аналогічні сонячної?; існуютьЧи В«землеподібніВ» планети?

Інші планети, неналежать Сонячній системі, в літературі охрестили екзопланетами. Грецькаприставка В«екзоВ» означає В«позаВ», В«зовніВ». Є й альтернативна назва такихпланет - позасонячних планет (extra solar planet).

Планети Сонячної системиутворилися з плоского газово-пилової хмари, що оточував світило. Засучасними оцінками знадобилося близько 60 міл. Років акумуляції речовини,прийшов в кінцевому рахунку до формування планет. Виділяють дві основні групипланет, які обертаються навколо Сонця приблизно в одній площині. До першоїгрупі із середньою щільністю створюючого їх речовини (близько 5 г/см 3 )відносяться Меркурій, Венера, Земля і Марс. Друга група складається зпланет-гігантів: Юпітера, Сатурна, Урана і Нептуна, усереднена щільністьяких становить приблизно 1,4 г/см 3 . Плутон не належить ні дооднієї із зазначених груп і складає враження чужорідного космічноготіла, В«прихваченогоВ» по небесній дорозі гравітаційним полем Сонця вВнаслідок різного роду космічних колізій.

Важливим свідченнямєдиного характеру освіти більшості планет Сонячної системи є їходноспрямовані руху практично в одній площині навколо Сонця, повільнообертового в тому ж напрямку.

У ніч на 14 листопада 2003року кордон планет Сонячної системи була як би перенесена і її можна теперпроводити в троє далі від Сонця в порівнянні з тією, що означає орбітоюПлутона. Астрономи Паломарській обсерваторії (CША, штат Каліфорнія) виявили небесне тіло, якеотримало назву Седна - честь ескімоской богині моря. Діаметр Седни менш1700 км і разом з Марсом - вони самі красноокрашенние планети в Сонячнійсистемі. Температура на її поверхні не перевищує -240 В° С. Причина такоїВ«ХолоднечаВ» проста - орбіта Седни проходить більш ніж в 13 млрд. км від Сонця. ДоСонцю вона наближається раз в 10 тис. 500 років, та й то ненадовго. До того жСедна в цій точці (перигелії) знаходиться приблизно в 80 а.е. від Сонця, тобто в80 разів далі, ніж Земля від Сонця.

Відкриття Седни,розглянутої як планетоїд, не настільки виняткова подія. Планетоїдивідкривають по декілька разів на рік. Однак таких великих тіл в Сонячній системіне виявляли з 1930 року, коли стало відомо про існування Плутона. Іоскільки Седна звертається навколо спільного світила, її можна розглядати вякості рівноправного (хоча і непримітного) родича планет Сонячноїсистеми.

Повний оборот навколосвоєї осі Седна робить за 20-30 земних діб. Тільки Меркурій і Венераобертаються повільніше (вони сповільнюються в своєму обертанні гравітаційної силоюблизького до них Сонця). У майбутні 72 роки Седна буде наближатися до Сонцяі відповідно, світиться все яскравіше. А потім по своїй еліптичній орбітістане віддалятися на периферію Сонячної системи.

В цей же час офіційнорозширення пояса планет Сонячної системи ще не відбулося. Міжнароднийастрономічний союз (LAU)сформував робочу групу, щоб розглянути визначення мінімального розмірудля планети. До того ж дві групи астрономів (іспанська і американська) оголосилипро відкриття нового об'єкта, який може виявитися навіть більшими Плутона.Велика частина його орбіти лежить набагато далі Плутона, і він не наближається доСонця ближче, ніж Нептун.

У цілому такий розвитокподій змушує замислитися над тим, що ж таке Сонячна система? Крімдев'яти планет і їх супутників (плюс міріади астероїдів і комет) в данийчас як частина Сонячної системи розглядаються також пояс Койпера і хмараОорта.

Пояс Койпера - обширнаобласть небесної сфери, що лежить за орбітою Нептуна, приблизно від 30 до 100 а.е.від Сонця, населена об'єктами типу астероїдів і ядер комет. Американськийастроном Джерард Койпер (1905 - 1973) в 1951 році висловив припущення проіснування такого явища. Але тільки в 1922 році був відкритий перший об'єктпоясу Койпера діаметром близько 280 км. До теперішнього часу число відкритихтранснептунових об'єктів наближається до тисячі. До числа великих об'єктів поясаКойпера відносяться також такі небесні тіла як Квавар, Иксион, Варуна, Хаос іСедна, що викликали в останні десятиліття жваві дискусії астрономів. Заоцінками вчених, можливе існування, принаймні 35 000 об'єктів поясаКойпера діаметром більше 100км. Всі ці об'єкти - не просто далекі дивини.Вони, згідно сучасної точки зору, є не В«зіпсованимиВ» залишкамигазопилової туманності, з якої сформувалася вся Сонячна система. Якочікують дослідники, вивчення їх хімічного складу і розподілу впросторі дає важливі відомості для пошуку моделі ранніх етапів еволюціїСонячної системи.

Хмара Оорта (на ім'яголландського астронома Яна Оорта, який у 1950 році передбачив, щоСонячна система оточена гігантським хмарою кометних тіл, що знаходяться навідстані від 20000 до 200000 а.е. від Землі) - скупчення сферичної формипретопланетних тіл, залишків епохи утворення Сонця і внутрішніх тілСонячної системи. (Ян Оорт першим довів і обертання Чумацького Шляху як цілого.)Невеликі тіла, складові це хмара (можливо, що їх там більше трильйона ззагальною масою, приблизно рівною масі Юпітера), повільно, з періодом в мільйонироків, обертаються навколо Сонця. Саме звідти, з хмари Оорта, вторгаються вСонячну систему деякі зі складових їхніх тіл - скупчення кам'яних ікрижаних уламків. У міру наближення до Сонця вони починають розігріватися,результатом чого є утворення газового струменя. Такі об'єкти називаютьсядовгоперіодичних комет. В даний час хмара Оорта позиціонує навідстані від 20 до 50 тисяч астрономічних одиниць від Сонця, тобто на дальніхкордонах Сонячної системи.

Нещодавно на міжнароднійастрономічній конференції в італійському місті Падуї відомий американськийвчений Джон Матезе з університету штату Луїзіана висунув гіпотезу,підкріплену математичними розрахунками. На думку дослідника, всередині хмариОорта ховається В«істиннаВ» десята планета Сонячної системи, яка 1.5 - 6разів масивніше Юпітера і обертається навколо Сонця на відстані у 25 тисяч а.е.(Приблизно 0.4 світлових роки), здійснюючи один оборот за 4 - 5 мільйонів років.

А...ле, мабуть, самесенсаційне полягає в тому, що згідно даної гіпотези, ця В«невидимкаВ»повинна звертатися по своїй орбіті в сторону протилежну руху планетСонячної системи. Така орбіта нестійка і ніякої об'єкт на ній не зміг бизалишатися поблизу Сонця з часів виникнення Сонячної системи. Але цеозначає, що в Сонячній системі така планета з'явилася набагато пізніше і представляласобою блукаюча в космосі В«безпритульногоВ» планету, яка з волі випадку булаВ«ЗахопленаВ» Сонцем.

Одним з важливих завданьастрономії є досягнення розуміння процесу утворення планетних системнавколо тієї чи іншої зірки. Вже очевидно, що утворення планет - не настількирідкісне явище. На порядку - встановлення розмірів В«новихВ» планет, визначенняїх орбіт і т.п. Це необхідно для з'ясування процесу зародження планет зпилових дисків, що оточують зірки. Саме вони і поставляють матеріал для формуванняпланет. Але розпізнати вельми слабо світяться диски, що складаються з дрібних,розряджених пилових частинок, поки вдалося лише в кількох випадках.

За сучаснимиуявленням про хід утворення планет, їх ядро вЂ‹вЂ‹формується з твердихпланетезималей (злиплих грудок польових частинок). Коли маса ядра досягаєпевного критичного значення, маса планети починає швидко зростатияк результат акреції міжзоряного газу, що відбувається з високою швидкістю.Цьому процесу сприяє і міграція планети із зовнішніх областейпротопланетної диска до його центру.

Планети земного типуволодіють значно меншою масою, ніж планети-гіганти, у яких основнамаса припадає на газову складову.

На самому початкуформування планети були нагрітими тілами. Надра планет, у тому числі і Землі,і зараз мають температуру в тисяча градусів за Цельсієм. При охолодженніповерхні і утворюється рельєф поверхні, подібний до того, який ми бачимо наЗемлі і спостерігаємо на землеподібні планети. А В«нашВ» Юпітер зовсім лише трохипо масі не В«дотягнувВ» до зірки, щоб в його надрах почалися термоядерніреакції, які і В«зробилиВ» б його зіркою.

Можливість існуванняекзопланет засуджується досить давно. У 1916 році американський астрономЕдуард Барнард припустив, що він відкрив планету, яка впливає на рух зірки,названої пізніше на честь першовідкривача зіркою Барнарда. Згодомз'ясувалося, що ця зірка знаходиться на другому місці по віддаленості від Сонцяпісля системи Альфа Кентавра, але планети у неї все ж таки не виявилося.

першим підтвердиввідкриттям екзопланети стало виявлення її у радіопульсара, що знаходиться навідстані в 1000 світлових років від Сонця. Воно було зроблено в 1991 році польськимастрономом Алексом Вольцжаном. До 1993 року виявилося присутність поряд з цимПульсаром трьох планет з масами 0.2, 4.3 і 3.6 маси Землі. У 1996 році буловстановлено, що мається і четверта планета з масою Сатурна. І якщо у першихтрьох період обертання навколо нейтронної зірки склав, відповідно, 25,67, і 98 діб, то у четвертій - близько 170 років. Таким чином, була відразу жвиявлена вЂ‹вЂ‹ціла планетна система.

Виявлена вЂ‹вЂ‹планетнасистема вважається досить дивною. Нейтронна зірка виникає в результатівибуху наднової. У момент вибуху зірка втрачає велику частину своєї маси івиник пульсар не може утримати поряд з собою планети, якими моглаволодіти масивна зірка. Тому маломасивні супутники, виявлені поруч зПульсаром RSR1257 +12, сформувалися після вибухунаднової. Але з чого і як - незрозуміло. Подібного роду планети по причинінеясного походження вважають якимось неповноцінним. До того ж лише ще уодного далекого пульсара, хоча їх відкрито вже більше 1000, виявилося наявністьпланети. Остання виявилася гігантом, в кілька разів масивніше Юпітера.

Метод виявлення планетмає під собою наступну фізичну основу. Обертова нейтронна зірка -пульсар випромінює строго періодичні електромагнітні імпульси. Пульсари -надзвичайно стабільні джерела радіосигналів. Тому радіоастрономивизначають швидкість їх руху з точністю до 1 см в секунду.

Гравітаційневплив планети призводить до В«похитуванняВ» пульсара і до періодичногоперериванню посилається нею радіоімпульсу. Відкриття першої В«справжньоїВ»екзопланети датується 1995 роком. В основі відкриття - математична обробкакомп'ютером отриманих за допомогою телескопа даних спостереження за рухом ісвітністю зірки. Воно було зроблено астрономами Женевської обсерваторії,які вимірювали швидкості руху 142 зірок, схожих за своїми характеристикамина Сонце і знаходяться в В«близиВ» Землі. У результаті з'ясувалося: зірка 51 всузір'ї Пегаса, віддалена від Сонця на 50 світлових років, відчуваєперіодичні В«похитуванняВ», обумовлені наявністю у неї планети-гіганта.Відстань між планетою та зіркою в 20 разів менше, ніж від Землі до Сонця.Планета мчить з шаленою швидкістю, оббігаючи зірку за 4 дні. Через близькість дозірці поверхню планети повинна бути нагріта до 700 градусів за Цельсієм, таксказати, В«Гарячий ЮпітерВ»! Виявилися й інші системи, в якихпланети-гіганти утворилися дуже близько до своєї зірки і подібніПершовідкривачем цього списку. Для їх позначення в ужиток увійшов термінВ«Гарячий ЮпітерВ». До 2006 року виявлено вже понад 150 таких В«гарячихЮпітерів В».

Слід в теж час щераз пояснити зміст терміну В«пошуку планетВ». Зірки спостерігаються за допомогоютелескопів, з'єднаних з комп'ютером, який управляє процесом згідноствореної для цієї мети програмою. Реєструється електромагнітне випромінювання,испускаемое кожній з досліджуваних зірок, яке потім аналізується длявстановлення наявності відхилень у їх спектрі. Наприклад, про присутність планети,якщо спостереження ведеться у видимій частині спектру, тобто фіксується світловийпотік, може сигналізувати раптове збільшення яскравості зображення зірки.Причина такого явища може бути пов'язана з гравітаційним впливом планетина промені світла, які виходять від В«СонцяВ». Коли вона проходить між своїм В«сонцемВ»і напрямком, в якому знаходиться Земля, тяжіння планети, подібно лінзі,збирає його промені.

Зрозуміло, можливі йінші пояснення таких короткочасних спалахів зірок. Тому так багато булоВ«ВідкриттівВ», які істинними відкриттями так і не стали. І потрібнібагаторазові перевірки, щоб виключити будь-які сумніви.

Особливі старанняастрономів спрямовані на пошук планет, подібних до Землі. У серпні 2004 рокуудача посміхнулася групі португальських вчених, що працюють в обсерваторії ЛаСилья в Чилі. У сузір'ї Жертовника була відкрита планета, яка, на думкудослідників, не є газовим гігантом і має тверду поверхню.Планета робить оборот навколо свого світила за 9.55 доби і знаходиться від ньогона відстані 13 мільйонів кілометрів, тобто вдесятеро меншим, ніж Земля відСонця. Маса її оцінюється приблизно в 14 мас Землі, за розміром вонавідповідає приблизно Урану. Планета офіційно поки безіменна, але її вжеохрестили суперземлі. Через те, що вона розташована близько до зірки,температура на поверхні оцінюється в 650 градусів за Цельсієм, що занадто багатодля можливості виникнення будь-якої з відомих життєвих форм. Її швидшеможна розглядати як гігантський аналог Меркурія. На науковому форумі в липні2004 року в Стокгольмі нове відкриття було названо найважливішим після виявленняв 1995 року першої В«справжньоїВ» екзопланети. У цілому виявлення екзопланетстало одним з найбільших досягнень 20-го сторіччя. Стало очевидним: Сонячнасистема не унікальна. Враховуючи, що в нашій Галактиці порядку 150000000000зірок, цілком можливо, що у половини з них можуть бути планети. Фахівці втеж час вважають, що незважаючи на інтенсивний розвиток технологій пошукуекзопланет, може пройти не менше десяти років до того, як учені зможутьвиявити планети, подібні до Землі.

Таким чином,формування планет поруч із зірками - закономірний етап розвитку зорянихсистем. У той же час Сонячна система багато в чому нетипова. Земля знаходиться вВ«Зоні життя", тобто в області помірних температур на поверхні планети іволодіє біосферою. Таке особливе положення Землі пов'язано з тим, щопланети-гіганти Сонячної системи, які рухаються поза В«зони життяВ», дозволяютьіснувати три...валий час в такій зоні планет земного типу.

У 2003 році за допомогоюорбітального телескопа В«ХабблВ» в сузір'ї Скорпіона була виявлена вЂ‹вЂ‹планета,яку можна вважати найдавнішою з відомих на сьогоднішній день в ЧумацькомуШляху. Її вік оцінюється в 13 мільярдів років, тобто вона майже втричі старшеЗемлі, яка сформувалася близько 4.5 млрд. років тому. Планету назвалиВ«МафусаїлиВ» - на честь біблійного патріарха, який прожив 969 років. Це такий женеймовірний для людини вік, як і вік 13 млрд. років для планети.Велика частина відомих екзопланет має приблизно той же вік, що і Земля.З точки зору сучасної теорії розвитку Всесвіту, існує часовийпоріг утворення планет, що містять важкі елементи. У першому поколінні зірокважких елементів не було, тільки водень і трохи гелію. У міру того, якзірки, витративши своє газове В«паливоВ», вибухали, їх залишки розліталисяу всіх напрямках, потрапляючи на поверхні сусідніх зірок. В результатіЗемлі.від неї.кисню.

Частинапрактично відсутня.зірок.ВонаВ той же часатмосфери.році.

Зіркикремнію.життя.життя.

Космічний телескопТакийЦейОднаЇхсистеми.

Історія

рік.Вінсвіт.Ця роботасумнівним.
сявідкриття позасонячних планет зробив польський радіоастроном Алекс Вольцжан(A.Wolszczan), який за допомогою 305-метрової антени в Аресібо вивчаврадіопульсар PSR 1257 +12, віддалений приблизно на 1000 св. років від Сонця іпосилає імпульси через кожні 6,2 мс. У 1991 учений зауважив періодичнезміна частоти приходу імпульсів. Його американський колега Дейл Фрейлпідтвердив це відкриття спостереженнями на іншому радіотелескопі. До 1993 виявилосяприсутність поруч з Пульсаром PSR 1257 +12 трьох планет з масами 0,2, 4,3 і 3,6маси Землі, що обертаються з періодами 25, 67 і 98 діб. У 1996 з'явилосяповідомлення про присутність у цій системі четвертої планети з масою Сатурна іперіодом близько 170 років.
Та легкість, з якоюпланети були знайдені у першого пульсара, надихнула радіоастрономів на аналізсигналів і інших пульсарів (їх зараз відкрито більше 1000). Але пошук виявивсямайже безрезультатним: лише ще у одного далекого пульсара (PSR 1620-26)виявилася планета-гігант в кілька разів масивніше Юпітера. До цих пірпланетна система пульсара PSR 1257 +12 демонструє нам єдиний прикладпланет типу Землі за межею Сонячної системи.
Вважається вельмидивним, що взагалі поряд з нейтронної зіркою виявилися маломасивнісупутники. Народження нейтронної зірки повинно супроводжуватися вибухом наднової.У момент вибуху зірка скидає оболонку, з якою втрачає велику частинусвоєї маси. Тому її залишок - нейтронна зірка-пульсар - не може своїмтяжінням утримати планети, які до вибуху швидко зверталися навколомасивної зірки. Можливо, що виявлені у пульсара планети сформувалисявже після вибуху наднової, але з чого і як - не ясно. Поки планетні системинейтронних зірок з причини їх незрозумілого походження вважають чимосьнеповноцінним.
Успіх Доплер-ефекту:планети у нормальних зірок. Першу В«справжнюВ» екзопланету виявили в 1995 астрономи Женевськоїобсерваторії Мішель Майор (M.Mayor) і Дідьє Квелоц (D.Queloz), які побудувалиоптичний спектрометр, який визначає доплеровське зсув ліній з точністю до13 м/с. Цікаво, що американські астрономи під керівництвом Джеффрі Марсі(G.Marcy) створили подібний прилад раніше і в 1987 приступили до систематичноговимірюванню швидкостей декількох сотень зірок; але їм не пощастило зробити відкриттяпершими. У 1994 Майор і Квелоц приступили до вимірювання швидкостей 142 зірок зчисла найближчих до нас і за своїми характеристиками схожих на Сонце. Доситьшвидко вони виявили В«похитуванняВ» зірки 51 у сузір'ї Пегаса, віддаленої відСонця на 50 св. років. Коливання цієї зірки відбуваються з періодом 4,23 діб і,як уклали астрономи, викликані впливом планети з масою 0,47 Мю (для неї вжезапропоновано ім'я - Епікур).
Це дивовижнесусідство спантеличило вчених: зовсім поруч із зіркою як дві краплі води схожоюна Сонце скажено мчиться планета-гігант, оббігаючи її всього за чотири дні;відстань між ними в 20 разів менше, ніж від Землі до Сонця. Астрономи невідразу повірили в це відкриття. Адже виявлена вЂ‹вЂ‹планета-гігант через їїблизькості до зірки повинна бути нагріта до 1000 К. Гарячий Юпітер? Такогопоєднання астрономи не чекали. Бути може, за коливання зірки була прийнятапульсація її атмосфери? Однак подальші спостереження підтвердили відкриттяпланети у зірки 51 Пегаса. Потім виявилися й інші системи, в якихпланета-гігант звертається дуже близько до своєї зірки; термін В«гарячий ЮпітерВ»міцно увійшов у побут.
Пошуком екзопланет зараззайнято більше 150 астрономів на різних обсерваторіях світу, включаючи самупродуктивну наукову групу Дж.Марсі і групу М.Майоров. Для виробленнятермінології та координації зусиль у цій галузі Міжнародний астрономічнийсоюз (МАС) створив Робочу групу з позасонячних планет, першим керівникомякої обрано американський астроном-теоретик Алан Бос (A.Boss). Запропонованатимчасова термінологія, згідно з якою В«планетоюВ» слід називати тіломасою менше 13 Мю, що обертається навколо зірки сонячного типу; такі жоб'єкти, але вільно рухаються в міжзоряному просторі, слід називатиВ«Коричневими субкарликиВ» (sub-brown dwarfs). Зараз цей термін вживаєтьсяу відношенні декількох десятків гранично слабких об'єктів, знайдених в2000-2001 в туманності Оріона і не пов'язаних із зірками. Вони випромінюють восновному в інфрачервоному діапазоні і по масі, ймовірно, лежать у проміжкуміж коричневими карликами і планетами-гігантами. Нічого певного про нихпоки сказати не можна.
Властивості виявленихекзопланет. Кілька сторіч астрономи б'ються на загадкою походження Сонячноїсистеми. Головна проблема в тому, що нашу планетну системи досі немає з чимбуло порівняти. Тепер ситуація змінилася: практично кожен місяць астрономивідкривають нову екзопланету; поки це планети-гіганти, але скоро нові приладидозволять виявляти і планети земного типу. Стане можливою класифікація тапорівняльне вивчення планетних систем. Це значно полегшить відбіржиттєздатних гіпотез і побудова правильної теорії формування і ранньоїеволюції планетних систем, у тому числі - Сонячної системи. На 1 вересня 2001статистика досліджень екзопланет така:
В·пошук планетпроведений приблизно у 1000 зірок; це майже всі зірки в околиці 30пк від Сонця;
В·у 58 зіроквиявлені планетні системи, що містять від 1 до 3 планет, всього виявлено 68екзопланет;
В·мінімальна масаекзопланети (M sin i), виявленої поруч з нормальною зіркою, дорівнює 0,15 Мю;
В·виявленіпланетні системи двох радіопульсаров, причому в однієї з цих систем (PSR1257 +12) присутні планети земної маси;
В·запідозреніпланети ще у дюжини зірок;
В·орбітальні періодивиявлених екзопланет лежать в діапазоні від 3 діб до 7 років, а великі півосіорбіт - від 0,04 до 3,7 а.о.;
В·ексцентриситетиорбіт екзопланет лежать в діапазоні від 0,0 до 0,93; при цьому орбіт з великимексцентриситетом виявилося досить багато (на відміну від Сонячної системи, девеликі планети рухаються по майже кругових орбітах);
В·амплітудаспостережуваних коливань променевої швидкості зірки під віяння планети від 10 м/с(Інструментальний межа) до 2 км/с;
В·найближчаекзопланета виявлена вЂ‹вЂ‹у зірки Епсілон Ерідана, на відстані 10 св. років відСонця. Вона трохи менше Юпітера і звертається на відстані 3,3 а.е. від зіркитрохи менше масивної і менш гарячою, ніж Сонце;
В·лише в одномувипадку (зірка HD 209458) Земля опинилася майже в площині орбіти екзопланети(I = 85,2 град.). Тому астрономи систематично, двічі в тиждень, спостерігаютьпроходження екзопланети перед зіркою, що викликають неглибокі (1,5%) затемнення.Це дозволило дуже точно встановити орбітальні і фізичні параметри планетиі зірки. Зокрема, маючи масу 0,69 Мю, планета в 1,54 рази більше Юпітераза розміром. Це не дивно, якщо врахувати, що вона звертається на відстанівсього 0,045 а.е. від зірки, трохи більш масивною і яскравою, ніж наше Сонце. Втакому положенні планет...а повинна бути досить гарячою і мати протяжнуатмосферу.
У цілому виявленняперший позасонячних планетних систем стало одним з найбільших науковихдосягнень 20 сторіччя. Вирішена найважливіша проблема - Сонячна система неунікальна; формування планет поруч із зірками - це закономірний етап їхеволюції. У той же час стає ясно, що Сонячна система нетипова: їїпланети-гіганти, що рухаються по кругових орбітах поза В«зони життяВ», дозволяютьтривалий час існувати в цій зоні планет земного типу, одна зяких - Земля - вЂ‹вЂ‹має біосферу. Інші планетні системи рідко володіють цимякістю.
У січні 1998 року почаласвою роботу група Англо-Австралійського телескопа. Використовуючи 3,9 метровийтелескоп в Австралії, астрономи групи досліджували близько 200 близьких зіроксонячного типу до 8 зоряної величини, що знаходяться на південному небі. Їхня програмарозрахована до 2010 року, і вже принесла значні результати: в тіснійспівпраці з Лікскою обсерваторією було відкрито кілька десятків планет.Через десятиліття після відкриття першої позасонячних планет у нормальнійзірки вдалося досягти мінімального порогу мас для планет в 30-40 мас Землі імаксимального періоду обігу в 10 років.
У 2004 році, використовуючинові спектрографи, вдалося підвищити точність вимірювання променевих швидкостей до 1метра в секунду, що дозволило відразу відкрити абсолютно новий клас об'єктів -так звані "гарячі Нептун" з масами порядку 15 мас Землі. Всерпні 2004 року свої відкриття одночасно опублікували і європейські, іамериканські астрономи. Європейські дослідники використовували спектрографHARPS, встановлений на 3,6 метровому телескопі в Ла-Сілла. Американцівикористовували телескоп Hobby-Eberly (HET) в обсерваторії Мак-Дональд (Техас).Використовуючи також і астрометричні дані Хаббловском космічного телескопа,що дозволило визначити нахил планетної системи до променя зору, вони відкриличетверту внутрішню планету в уже відомій системі 55 Cancri. Через ріккількість "гарячих Нептун" досягло десятка. А влітку 2005 рокугрупа Дж. Марси оголосила про відкриття планети масою близько 7 мас Землі. Цяпланета стала першою, яка, очевидно, має тверду поверхню івідноситься до так званого класу "суперземель". Для виявленняцієї планети у зірки Glise 876, поряд з якою вже було відкрито два газовихгіганта, використовували телескоп Кек на Гавайських островах. Але на цьомуамериканські дослідники зупинятися не збираються, наступний їх крок -глибока модернізація 2,4-метрового телескопа в Лікской обсерваторії і створеннятак званого "Виявителі скелястих планет" (RPF). Він повиненвиявити 5-20 планет з масою, близькою до маси Землі, навколо зірок, обранихв якості цілей для майбутніх космічних обсерваторій NASA - SIM і TPF.Мабуть цей проект стане першим для вивчення планет земної маси узвичайних зірок. Протягом місяця щоночі телескоп буде безперервно вивчатиодну з сусідніх зірок, щоб виявити мінімальні коливання спектральнихліній йоду, і повинен відкрити кам'яні планети в радіусі до 0,2 астрономічниходиниць від зірки.

Сучаснідосягнення у відкритті екзопланет

Фотографії планет,обертаються навколо інших зірок, отримані в оптичному і інфрачервономудіапазонах. Ці досягнення стали можливими завдяки сучасним телескопам іспеціальним методам, що дозволяє виділяти слабке світло планет на тлі яскравоїзасвітки від батьківських зірок. Космічний телескоп NASA "Хаббл"(Hubble) сфотографував планету у гіганта Фомальгауту (HD 216956) - самоїяскравої зірки в сузір'ї Південної Риби і однієї з найяскравіших зірок на всій земнійнебосхилі (Фомальгаут знаходиться від нас на відстані 25 світлових років). Замасі Фомальгаут приблизно вдвічі перевершує Сонце. Автором відкриття сталагрупа американського астронома Пола Каласо з Каліфорнійського університету вБерклі. Є вже дві фотографії екзопланети, отримані в 2004 і 2006 роках,які свідчать про те, що планета рухається по орбіті в повномуВідповідно до законів небесної механіки. За 21 місяць зсув був саме таким,як і належить планеті, що знаходиться на 872-річній орбіті на відстані 119астрономічних одиниць від світила (1 а.о. приблизно дорівнює 150 мільйонамкілометрів). Нововідкрита планета (Фомальгаут b), ймовірно, близька по масі доЮпітеру, але при цьому віддалена від своєї зірки в чотири рази далі, ніж Нептунвід Сонця. Через відносно низької маси і віддаленості орбіти цей об'єкт неміг бути виявлений більш звичними на сьогоднішній день методами. Відкриттяпланети у Фомальгауту в оптичному діапазоні стало свого роду несподіванкою,оскільки відбулося лише завдяки її виняткової яскравості (об'єкт, требадумати, володіє дуже високим альбедо - відбивною здатністю). Повідомленняпро відкриття оприлюднені 14 листопада 2008 року в журналі Science. Ще в однійстатті в Astrophysical Journal додатково аналізується взаємодія міжпланетою і пиловим диском Фомальгауту з тим, щоб зробити оцінку масипланети. Не виключено також, що в системі Фомальгауту незабаром знайдеться поПринаймні ще одна планета. Всі попередні повідомлення про отримання фотоекзопланет мали один істотний недолік: за планету могли прийняти більшмасивний коричневий карлик, який насправді являє собоюневдалу зірку (масою понад 13 мас Юпітера) і на ранніх етапах життя яскравосвітиться в інфрачервоному діапазоні. Тому тільки зараз можна з упевненістюстверджувати, що отримана фотографія інозвездной планети. Примітно, щопрактично одночасно з цією роботою стало відомо ще про однедосягненні, коли за допомогою найбільших гавайських наземних телескопів Keck II іGemini North, здатних працювати в інфрачервоному діапазоні, групі астрономів зКанади, США і Великобританії під керівництвом Крістіана Маруа з канадськогоІнституту астрофізики імені Герцберга, вдалося отримати фотографії відразу трьохпланет у ще однієї гігантської зірки - HR 8799 із сузір'я Пегаса, якавіддалена від нас на 130 світлових років (публікація в тому ж журналі Science).Кожен з цих об'єктів (що знаходяться на відстанях 25, 40 і 65 астрономічниходиниць від зірки) в 5-13 разів перевищує масу Юпітера. Якщо їх планетна природав свою чергу підтвердиться, то мову можна буде вести не тільки про черговізнімках екзопланет, але і про перших прямих спостереженнях інозвезднихмультіпланетних систем. Не минуло й двох тижнів після оприлюднення інформаціїпро відкриття планети у Фомальгауту і у HR 8799, як стало відомо про новийдосягненні: французьким астрономам під керівництвом Анн-Марі Лагранж зГренобльському обсерваторії вдалося отримати зображення екзопланети,розташованої до своєї батьківської зірки ближче, ніж будь-яка інша планета наінших подібних знімках. Мова йде про вже добре вивченої молодій зірці -Бете Живописця (другий за яскравістю в сузір'ї Живописця), що знаходиться від нас навідстані близько 63 світлових років. Нововиявленої об'єкт також коректніше покиназивати кандидатом в планети, оскільки ще належить підтвердити, що це некоричневий карлик і не фонова зірка. Останнє, втім, майже виключено,оскільки ймовірність того, що сторонній об'єкт виявиться настільки близьким(Спроецируется на орбіту, розмірами трохи менше орбіти нашого Сатурна, 8а.е.), надзвичайно мала. Нарешті, можна згадати ще й про те, що у вересні2008 року три канадських астронома з Торонтського університету оголосили, що їм,можливо, вдалося отримати першу фотографію планети, що обертається білязірки, схожої на Сонце. Нове досягнення стало реальністю завдякивикористанню Gemini North та системи адаптивної оптики. Крім знімка (вінфрачервоному діапазоні) околиць молодої зірки 1RXS J160929.1-210524,що знаходиться про нас приблизно в півтисячі світлових років у напрямку насузір'я Скорпіона, були отримані також спектральні дані, що підтверджуютьпланетарну природу компаньйона, маса якого приблизно у вісім разівперевищує масу Юпітера. Відстань від нововиявленої об'єкта добатьківської зірки - 330 а.е. ("Крайня" планета в Сонячній системі- Нептун - віддалена від Сонця всього на 30 а.е.). Батьківська зіркаспектрального класу K7 по своїй масі лише трохи поступається Сонцю (85%)...,проте набагато молодше його - їй всього 5 мільйонів років.

Висновок
За останні кількасот років відкрилися багато таємниць Всесвіту. Але чим далі ми рухаємося шляхом їїосягнення, чим далі йдемо від нашого В«незнанняВ», тим більше дивною ітаємничої постає вона перед нами. Воістину чудова, приголомшуюча ізагадкова Всесвіт!
Людина влаштована так, щойому дуже хочеться вважати, що він знає все або майже все. На жаль, цієїслабкістю грішили і розумні, а іноді й мудрі люди, яких прийнято називативченими. Кожен з них створював свою систему світу і вважав, що тільки йогосистема правильна. Тому історія пізнання світу сповнена абсурдів. Нагадаємотільки про один з них. Вчений Лаплас створив свою систему світу, як він вважав,самодостатню. На запитання Наполеона: В«Яка роль Бога в цій системі?В» -Лаплас зарозуміло відповів: В«Моя теорія про наявність Бога не потребуєВ».
Насправді можливостілюдини в пізнанні навколишнього його світу обмежені, причому дуже суттєво.Нам не дано бачити навіть те, що знаходиться поруч з нами. Треба розлучитися зілюзією, що ми всі можемо і незнаю.
Людина повинна розуміти,що його уявлення про світ, в якому він живе, можуть і будуть змінюватисякардинально, і ніколи він не зможе сказати, що він цей світ пізнав. Та це йне потрібно і не важливо. Важливо зовсім інше: знати і відчувати, що ти в цьомуСвіт знаходишся на своєму місці, займаєш свою нішу і не заважаєш іншим. Дожаль, людство пішло іншою дорогою і виявилося біля розбитого корита: нісобі ні іншим. Воно перетворило земний рай на пекло, заважати жити іншим живимістотам і скоро сама не зможе жити на Землі.
Всесвіт жива. Одинвчений сказав, що вона йому нагадує думку. Це дуже влучне порівняння, Щостосується матеріального Всесвіту, то сучасний етап її еволюції Ж. Леметрописав так: В«Еволюція світу можна порівняти з видовищем феєрверку, який мизастали в момент, коли він вже кінчається: кілька червоних вуглинок, попіл ідим. Стоячи на остившем попелі, ми бачимо повільно згасаючі сонця і намагаємосявоскресити зникле пишність початку світів В».

Література

1.Стражев, До таємницьВсесвіту/В.І. Стражев. - Мінськ: ривши, 2006. - 160с.
2.Ю.Г.
3.М., 2000.
4.М., УРСС, 2003.
5.2004.
6.2004.

Вернуться назад