http://galaktikaru.ru Звезды, Солнце, Астрномия Thu, 24 Mar 2016 21:47:17 +0000 ru-RU hourly 1 https://wordpress.org/?v=4.4.2 Парадокс Ферми http://galaktikaru.ru/paradoks-fermi/ http://galaktikaru.ru/paradoks-fermi/#respond Wed, 25 Sep 2013 12:38:13 +0000 http://galaktikaru.ru/paradoks-fermi/ Физик Энрико Ферми, а еще до него «отец космонавтики» Кон­стантин Циолковский указывали на такое обстоятельство: учитывая стремление людей расселяться по всем уголкам Земли и принимая во внимание чрезвычайно долгую историю нашей Галактики, было бы естественно ожидать, что такую типичную планету, как наша

Земля, уже посещали разумные существа.

Парадокс Ферми

Неудачи в поисках радио­сообщений из космоса только усиливают эту загадку. «Парадокс Ферми» становится особенно явным на фоне противоречия между «оптимистической» оценкой числа внеземных цивилизаций и от­сутствием какихлибо признаков этих цивилизаций. Возможно, «пессимисты» правы — вокруг нас никого нет, и мы единственная технически развитая цивилизация в Галактике.

Но возможно, мы просто не то ищем. Быть может, эпоха радиосвязи в истории циви­лизации длится недолго, как это уже можно заметить на примере Земли: вся связь сейчас стремится уйти в оптические кабели, и даже спутники становятся все менее и менее мощными. Похоже, что на Землю понемногу возвращается радиотишина. Существует около десятка возможных ответов на вопрос Ферми: «Где же они?» Всё это может долго оставаться для нас загадкой: мы не узнаем правильно­го ответа, если не свяжемся с другой цивилизацией. Но если контакт состоится, то парадокс исчезнет, и у нас появятся к «ним» увлека­тельные вопросы о космической жизни и культуре.

Если мы единственная цивилизация в нашей Галактике, то ма­ловероятно, что нам удастся когданибудь связаться с иной циви­лизацией в другой галактике. Если мы придем к саморазрушению любым из многих возможных способов, то поймем, почему техни­чески развитая цивилизация не живет достаточно долго даже для вопроса «По ком звонит колокол?». С другой стороны, если циви­лизации существуют достаточно долго, то можно было бы вступить в контакт с одной из них. Такой контакт (или хотя бы знание о том, что другая цивилизация есть) имел бы очень глубокие последствия для человечества. Нужно помнить, что с точки зрения статистики иная цивилизация, скорее всего, окажется гораздо более развитой, чем мы с нашей 70летней историей радиосвязи. И остается только гадать, возможен ли обмен информацией при столь разном уровне развития — и это тоже источник вдохновения для ученых, филосо­фов и научных фантастов.

]]> http://galaktikaru.ru/paradoks-fermi/feed/ 0 Уравнение Дрейка, или «Есть ли там кто-нибудь?» http://galaktikaru.ru/uravnenie-drejka-ili-est-li-tam-kto-nibud/ http://galaktikaru.ru/uravnenie-drejka-ili-est-li-tam-kto-nibud/#respond Sun, 22 Sep 2013 22:41:41 +0000 http://galaktikaru.ru/uravnenie-drejka-ili-est-li-tam-kto-nibud/ Глядя темной ночью на звездное небо, дайте волю воображе­нию и представьте, что некое существо на планете вон той звезды смотрит сейчас на наше Солнце и спрашивает себя: «А нет ли там кого-то, кто смотрит сейчас на мою звезду?» В 1961 году в Запад­ной Виржинии Фрэнк Дрейк провел совещание по 8ЕТ1. Готовясь к нему, он составил программу поэтапного вычисления количества цивилизаций в нашей Галактике. Так было сформулировано «урав­нение Дрейка». В этой формуле перемножаются несколько чисел, чтобы получить предполагаемое число цивилизаций. Среди сомно­жителей присутствуют:

Уравнение Дрейка, или «Есть ли там кто-нибудь?»

• число звезд в нашей Галактике или средняя частота их фор­мирования;

• частота встречаемости звезд с планетами; число планет в таких системах;

• вероятность того, что планета пригодна для жизни. Разные вероятности — от зарождения жизни до возникновения ци­вилизации;

• длительность этапа обладания техническими средствами коммуникации.

Большинство из этих чисел, связанных с астрономией, извест­ны сейчас довольно точно, но последние несколько «биологиче­ских» и «технологических» цифр пока еще весьма приблизительны. Но, хотя это уравнение не дает нам точного ответа, оно позволяет делать некоторые оценки. Разные ученые поразному оценивают число цивилизаций в Галактике: от одной до миллиарда. Фактиче­ски можно говорить о «пессимистах» и «оптимистах» и использо­вать следующие предельные значения для формулы Дрейка.

Оптимист считает, что вероятность возникновения цивилиза­ции на планете, пригодной для жизни (которая также возникает с высокой вероятностью), велика и близка к 1. Тогда их количество сейчас в Галактике приблизительно равно времени жизни цивили­зации, выраженному в годах. Таким образом, если цивилизация су­ществует один миллион лет, то оптимист не сильно удивится, если обнаружит в нашей Галактике миллион цивилизаций! С другой сто­роны, по мнению пессимиста, самопроизвольное зарождение жиз­ни и ее последующее развитие до уровня цивилизации на просторах Галактики маловероятно. Поэтому количество цивилизаций гораз­до меньше их времени жизни; практически, мы вообще можем быть здесь единственными, не считая некоторого количества мертвых остатков древних культур на планетах, рассеянных по необитаемой Галактике.

]]> http://galaktikaru.ru/uravnenie-drejka-ili-est-li-tam-kto-nibud/feed/ 0 Поиски внеземных цивилизаций http://galaktikaru.ru/poiski-vnezemnyx-civilizacij/ http://galaktikaru.ru/poiski-vnezemnyx-civilizacij/#respond Fri, 20 Sep 2013 04:30:00 +0000 http://galaktikaru.ru/poiski-vnezemnyx-civilizacij/ Поиск внеземных цивилизаций впервые предпринял Фрэнк Дрейк, попытавшись в 1960 году принять микроволновые сигналы из других звездных систем. Годом раньше независимо от Дрейка два физика из Корнельского университета, Джузеппе Коккони и Филипп Моррисон, теоретически доказали, что можно использовать микроволны для межзвездной связи. В начале 1960х годов ученые Советского Союза очень активно занимались проблемой 5ЕТ1. С тех пор эта работа ведется с разной степенью энтузиазма. На начальном этапе поис­ка сигналов из космоса потребовался непростой выбор нескольких важных параметров: длина волны, ширина диапазона, время нако­пления, метод модуляции и, наконец, — на какие звезды смотреть.

>Поиски внеземных цивилизаций

Многие проблемы удалось решить с помощью современных прием­ников, способных регистрировать одновременно десятки миллио­нов частот с высоким временным разрешением, а затем комбини­ровать и анализировать их разными способами. Чрезвычайно про­дуктивной для этого оказалась идея виртуального суперкомпьютера.

Проект — Поиск внеземного ра­диоизлучения от соседних развитых интеллектуальных сообществ) проводится как попутная программа на радиотелескопе в Аресибо

Калифорнийским университетом в Беркли. Такой же проект реа­лизуется на радиотелескопе в Парксе Австралийским центром 8ЕТ1 Университета Западного Сиднея. В дальнейшем предполагается ис­пользовать маленькие радиотелескопы в режиме интерферометра, когда данные с каждого телескопа объединяются и коррелируют. Это позволит проводить исследования на больших участках неба и в широком диапазоне частот. Такая методика будет применена на строящемся сейчас Массиве телескопов Аллена в Калифорнии. Когда строительство завершится, эта система будет содержать 350 параболоидов диаметром 6,1 м.

Для межпланетного и межзвездного обмена данными еще луч­ше подошел бы узконаправленный лазерный луч с наносекундными импульсами. Природные источники не обладают такой высокой частотой пульсаций. В рамках проекта «Оптическое 8ЕТ1» Калифор­нийского университета в Беркли и Гарвардского университета ищут именно такие импульсы. Уже исследовано несколько тысяч звезд.

]]> http://galaktikaru.ru/poiski-vnezemnyx-civilizacij/feed/ 0 Мы здесь! http://galaktikaru.ru/my-zdes/ http://galaktikaru.ru/my-zdes/#respond Tue, 17 Sep 2013 18:09:01 +0000 http://galaktikaru.ru/my-zdes/ Для двусторонней связи разумно было бы использовать только нашу Галактику. Соседняя крупная галактика, в Андромеде, так да­лека, что ответа на вопрос пришлось бы ждать 5 млн лет.

Уже было предпринято несколько попыток информировать «других» о нашей цивилизации. Самым старым и наиболее эффек­тивным является наш «призыв», которого мы даже не замечаем: последние 6о лет у нас существует мощное радиовещание, сигналы которого удаляются в космическое пространство каждый год на рас­стояние в 1 световой год. Сейчас «пузырь» земных радиосигналов имеет радиус 6о световых лет (18 пк). Уже тысячи звезд, попавшие внутрь этого «пузыря», могут слушать наши радиопередачи.

Мы здесь!

2 марта 1972 года был запущен космический зонд «Пионерю», а примерно через год в космос улетел и «Пионерп»; и оба они унесли на борту небольшие алюминиевые пластины. На них изо­бражена информация о нашем месте расположения в Галактике от­носительно нескольких радиопульсаров, положение нашей плане­ты в Солнечной системе, силуэты мужчины и женщины и их рост относительно размера самого зонда. А в в 1977 году на двух «Вояд­жерах» к звездам отправились «золотые диски». На них записаны изображения и звуки Земли, информация о человеческой культуре. На крышке коробки с пластинкой указано положение Земли в Га­лактике и дана инструкция для чтения дисков. К июлю 2006 года «Вояджер1» преодолел расстояние в юо а. е. и стал самым далеким изделием, созданным руками человека. Возможно, к 2020 году он выйдет в межзвездное пространство. Еще три космических зонда по своим траекториям уходят из Солнечной системы. Но пройдут десят­ки тысяч лет, пока они приблизятся к другим звездам.

Мы здесь!

В 1974 году с помощью 300метрового радиотелескопа в Ареси­бо были отправлены специальные радиосигналы в сторону шарово­го скопления М13. Послание состояло из 1679 битов, то есть о или 1. Если этот однобитовый поток изобразить в виде прямоугольника размером 73 строки по 23 символа и все «1» закрасить одним цве­том, а «о» другим, то получится картинка с информацией о том, кто мы, из чего состоим и где нас найти. Она расскажет и о нашей системе счисления, а также перечислит наиболее важные для нас химические элементы. Это послание дойдет до М13 примерно через 25 ооо лет. Впрочем, вещество этого шарового скопления содержит мало тяжелых элементов, поэтому вероятность формирования там твердой планеты типа Земли мала, а значит, вряд ли какаялибо ци­вилизация примет нашу информацию.

]]> http://galaktikaru.ru/my-zdes/feed/ 0 Жизнеспособность планет типа Земли. Как найти планету с биосферой http://galaktikaru.ru/zhiznesposobnost-planet-tipa-zemli-kak-najti-planetu-s-biosferoj/ http://galaktikaru.ru/zhiznesposobnost-planet-tipa-zemli-kak-najti-planetu-s-biosferoj/#respond Sat, 14 Sep 2013 23:47:10 +0000 http://galaktikaru.ru/zhiznesposobnost-planet-tipa-zemli-kak-najti-planetu-s-biosferoj/ Как может выжить маленькая каменистая планета в бурном кру­говороте эпохи формирования планетной системы? Гигантская пла­нета, довольно медленно перемещаясь по радиусу в процессе мигра­ции II типа, с большой вероятностью должна «смести» все маленькие планеты. Гигант может поглотить их или выбросить на новые орбиты на ранней стадии формирования. Тем не менее некоторые маленькие планеты все же могут пережить эту эпоху. И, разумеется, вовсе не оче­видно, что в каждой планетной системе есть планета гигант.

Жизнеспособность планет типа Земли. Как найти планету с биосферой

Однако гигантские планеты на очень вытянутых орбитах дей­ствительно опасны для планет типа Земли, поскольку весьма веро­ятно, что все планеты, движущиеся между крайними точками ор­биты гиганта, рано или поздно испытают тесное гравитационное взаимодействие с ними. В этом случае планета типа Земли либо пе­рейдет на другую орбиту, либо вообще будет выброшена из планет­ной системы. Такое изменение орбиты вредно для жизни на любой ее стадии, поэтому маловероятно обнаружение «живой» планеты в системе, где планетагигант движется по вытянутой орбите.

Даже если сами газовые гиганты непригодны для жизни, сле­дует учитывать вероятность того, что спутники этих гигантов могут быть по размеру близки к Земле и иметь пригодные для жизни усло­вия, разумеется, если планета и ее спутники находятся в зоне жизни звезды.

Планеты с биосферами будут иметь некоторые общие свойства. Вероятно, на них окажутся существа с ДНК и белками. Жизнь бу­дет основана на воде и т. д. Впрочем, возможны и некоторые ис­ключения. Но если на планете есть жизнь, то непременно должны быть признаки неравновесного состояния атмосферы. На Земле это означает кислород и озон. В другом месте это может быть дру­гая комбинация газов, но если мы не знаем, какая именно, то луч­ше искать кислород и озон. Следующее вещество, которое требует внимания, — это вода. Все перечисленные индикаторы есть в нашей атмосфере, но их нет, например, у Марса и Венеры.

>Жизнеспособность планет типа Земли. Как найти планету с биосферой

 

Кислород, озон и воду можно выявить с помощью инфракрас­ной спектроскопии. Так же можно искать и признаки хлорофилла. В его спектре есть характерная «красная граница»: на интервале между 700 и 750 нм отражательная способность хлорофилла резко возрастает, поэтому в ближнем инфракрасном диапазоне растения кажутся очень яркими. Так что нужно искать резкий скачок в спек­тре отражения. Точная длина волны этого скачка может зависеть от параметров звезды и свойств пигментов, используемых для по­глощения ее света.

Недавно появились новые перспективы для исследования ат­мосфер экзопланет: С Бердюгина и Д. Флури (Цюрихский астро­номический институт) и А. Бердюгин и В. Пиирола (Обсерватория Туорла, Финляндия) впервые зафиксировали свет, отраженный ат­мосферой экзопланеты. Для этого они следили за изменением по­ляризации света, приходящего от звезды и обращающейся вокруг нее планеты. Свет поляризуется, когда рассеивается атомами или молекулами атмосферы; этот же процесс окрашивает наше небо в голубой цвет.

Изменение поляризации есть следствие движения по орбите планеты, через каждые двое суток проходящей перед дис­ком звезды. По этим изменениям можно определить размер и неко­торые другие характеристики атмосферы. Интересно, что это первое наземное поляриметрическое исследование «горячего юпитера», удаленного на 6о световых лет, было проведено с помощью неболь­шого босм телескопа КУА, установленного на острове ЛаПальма и дистанционно управляемого учеными, находящимися за тысячи километров.

]]> http://galaktikaru.ru/zhiznesposobnost-planet-tipa-zemli-kak-najti-planetu-s-biosferoj/feed/ 0 На каких планетах возможна жизнь? Зоны жизни http://galaktikaru.ru/na-kakix-planetax-vozmozhna-zhizn-zony-zhizni/ http://galaktikaru.ru/na-kakix-planetax-vozmozhna-zhizn-zony-zhizni/#comments Thu, 12 Sep 2013 13:48:04 +0000 http://galaktikaru.ru/na-kakix-planetax-vozmozhna-zhizn-zony-zhizni/ Чаще других открываемые газовые гиганты, близкие к своей звезде, кажутся совершенно непригодными для жизни. Если даже в их атмосферах обнаружатся вода, кислород или другие важные атомы или простые молекулы, то все равно для жизни там нет места. Однако не так давно были найдены две планеты, которые впервые могут оказаться, хотя бы в принципе, пригодными для жизни, пусть и с узкой зоной комфорта.

На каких планетах возможна жизнь? Зоны жизни

В 2005 году сообщалось о планете, обращающейся вокруг СИезе 581. Это была планета с массой Урана и орбитальным периодом око­ло 5,3 суток. Как мы уже говорили, в 2007 году в этой же системе открыли еще две планеты с массами 5 и 7 масс Земли. Самое ин­тересное заключается в том, что обе новые планеты расположены в Зоне жизни Красного карлика СНезе 581. Первая из них, вероятно, синхронно вращается в результате приливного захвата, а вторая на­ходится вблизи границы зоны жизни.

Когда мы говорим о жизни, удобно ограничиться некоторыми простыми требованиями. В частности, условия на планете должны быть такими, чтобы вода оставалась в жидком состоянии какоето разумное время. Она может замерзать зимой, и мы знаем, что для жизни это не так уж страшно, но она никогда не должна закипать. При нормальном атмосферном давлении температурный диапа­зон для жидкой воды составляет от о до юо °С. Точка замерзания почти нечувствительна к изменению давления, а вот точка кипения весьма чувствительна. Если бы давление воздуха удвоилось, темпе­ратура кипения стала бы равной 121 °С. Температурный диапазон от о до 50 °С выглядит наиболее подходящим не только для жизни, но и для стабильного водного мира.

Если мы знаем светимость звезды и расстояние от нее до плане­ты, мы можем оценить температуру планеты в состоянии теплово­го равновесия. При этом нужно учитывать альбедо (отражательную способность) и вращение планеты. Немалую роль при оценке темпе­ратуры на поверхности играет и парниковый эффект, но его трудно определить без дополнительной информации о планете. В Солнеч­ной системе, приняв для альбедо значение 0,5 (среднее между зна­чениями Венеры и Земли), предположив медленное вращение пла­неты (как у Земли и Марса) и нулевой парниковый эффект, получим зону жизни от 0,75 до 1,05 а. е. Если альбедо равно 0,2, как у Марса, то зона жизни лежит между 0,95 и 1,32 а. е. Расстояние Земли от Солнца находится как раз в этих пределах. Увеличив альбедо, мы можем приблизить зону жизни к Солнцу, а уменьшив — отдалить ее. Однако нужно помнить и о парниковом эффекте.

>На каких планетах возможна жизнь? Зоны жизни

В процессе эволюции звезды ее светимость меняется. За время жизни Солнечной системы светимость Солнца возросла примерно на 30%. Когда в прошлом Солнце грело слабее, зона жизни была ближе к нему (на корень квадратный из светимости). При альбе­до 0,5 ближняя граница передвинется на 0,66 а. е., а при альбедо 0,2 верхняя граница будет равна 1,6 а. е.; но Земля все равно остается в пределах зоны. Интересно отметить, что молодая Венера была хо­рошим местом для жизни; а Марсу, чтобы оказаться в зоне жизни, нужно было всегда иметь сильный парниковый эффект. В будущем, когда светимость Солнца возрастет, зона жизни сдвинется наружу, постепенно захватывая Юпитер и Сатурн. Для новых экзопланет оценки зон жизни можно сделать, опираясь на приведенные выше числа, масштабируя их пропорционально квадратному корню из светимости звезды. Что это означает?

Если светимость звезды боль­ше, то зона жизни будет на большем расстоянии. Для звезды, све­тимость которой в 9 раз превышает светимость Солнца, зона жизни будет на расстоянии около 3 а. е.

Такое определение зоны жизни кажется очевидным, но оно исключает некоторые потенциально возможные для жизни места в Солнечной системе, такие как спутник Юпитера Европа и спутни­ки Сатурна Титан и Энцелад. Там могут быть водные океаны с при­годными для жизни областями типа «черных курильщиков», кото­рые не зависят от Солнца, пока существуют внутренние источники тепла. Кроме того, на холодной периферии планетной системы, за пределом классической зоны жизни, возможно наличие полностью хемотрофных форм жизни, получающих энергию от химических реакций, а не от солнечного излучения. При рассмотрении вопроса о жизни в других планетных системах нужно помнить о таких воз­можностях.

>На каких планетах возможна жизнь? Зоны жизни

Второе, что необходимо для жизни, это защита от космическо­го вакуума и от потоков высокоэнергичных частиц и космических лучей. Защитой для жизни может стать твердая оболочка, напри­мер слой льда (как на Европе), или же атмосфера и магнитосфера (как на Земле). В связи с этим возникают интересные проблемы для планету звезд карликов спектрального класса М. Например, свети­мость красного карлика СНезе 581 настолько мала, что планета, что­бы оказаться в его зоне жизни, должна располагаться чрезвычайно близко от звезды. При столь малом расстоянии под влиянием при­ливного эффекта суточное вращение планеты синхронизируется с ее орбитальным движением, и поэтому она всегда окажется повернута к звезде одной своей стороной (как Луна к Земле). На противопо­ложной стороне планеты будет вечная ночь. На этой холодной сто­роне не слишком массивная атмосфера просто осядет в виде снега. Только толстая атмосфера с эффективной циркуляцией может спа­сти планету от гибели.

Спектральный тип звезды тоже имеет большое значение для развития жизни. Особенно важны три характеристики. Первая — это время пребывания звезды на главной последовательности. Звезды спектральных классов от О до А, проводящие на ней менее 2 млрд лет, не оставляют планете времени для того, чтобы жизнь смогла раз­виться до фотосинтеза. Вторая важная характеристика — ультрафио­летовый поток, губительный для жизни. Он особенно силен у звезд тех же спектральных классов. С другой стороны, планеты у карлика спектрального класса М имеют в своем распоряжении достаточно времени. Но если жизнь родилась на такой планете, то наряду с про­блемой синхронизации вращения из-за прилива может возникнуть и третья проблема, связанная с переменностью звезды. Карлики спектрального класса М, как правило, имеют активные хромосферы и демонстрируют частые вспышки.

>На каких планетах возможна жизнь? Зоны жизни

Поэтому приемлемыми для жиз­ни остаются только звезды спектральных классов Р, С и К.

В нашей Галактике не все области одинаково хороши для жизни. В звездном гало и во внешних областях диска обилие металлов низ­кое, а значит, условия для формирования планет и появления жиз­ни на них неблагоприятные. Во внутренней части Галактики много молодых высокоэнергичных звезд. Там чаще происходят вспышки сверхновых и другие катастрофические явления. Это не препятству­ет формированию планет, но частые эпизоды частичного или пол­ного вымирания биосферы могут помешать нормальному развитию жизни.

Резюмируя, можно перечислить астрономические условия, которые, как мы полагаем, необходимы для жизни: температура, при которой может существовать жидкая вода; защита от вакуума и вредного излучения, а также звезда приемлемого спектрального класса, расположенная в том месте своей галактики, где достаточно много металлов и минимум катастрофических явлений.

]]> http://galaktikaru.ru/na-kakix-planetax-vozmozhna-zhizn-zony-zhizni/feed/ 1 Как формируются планеты http://galaktikaru.ru/kak-formiruyutsya-planety/ http://galaktikaru.ru/kak-formiruyutsya-planety/#respond Tue, 10 Sep 2013 10:26:20 +0000 http://galaktikaru.ru/kak-formiruyutsya-planety/ Стандартный сценарий формирования планет объясняет особенности Солнечной системы и вообще претендует на универсальность. Деление планет на внутренние каменистые и внешние газовые отражает распределение температуры в протопланетном диске, а именно — где она выше или ниже необходимой для образования водяного льда. Но в этом сценарии невозможно объяснить формирование гигантских газожидких планет близко от звезды. Поэтому экзопланеты с орбитальным радиусом А < 0,4 а. е. представляют серьезную проблему. Еще большей проблемой явля­ются «горячие юпитеры» с А < 0,05 а. е., которые составляют Ю% Всех известных экзопланет.

Как формируются планеты

Решение этой загадки еще в 1980 году предложили Питер Голдрайх и Скотт Тремейн. Они предположили, что планета, сформировавшись в протопланетном диске, затем мог­ла бы мигрировать в результате обмена моментом импульса между самой планетой и газовым диском. Компьютерное моделирование показало, что такая миграция может происходить быстро. Планета перемещается внутрь, потому что действующий на нее со стороны внешних частей диска тормозящий момент больше, чем ускоряю­щий момент со стороны его внутренних частей.

Эта быстрая мигра­ция (I типа) происходит за время не более одной десятой времени жизни аккреционного диска. Миграция другого рода (II типа) случа­ется, если планета стала настолько массивной, что расчистила про­странство вдоль своей орбиты в аккреционном диске. После этого планета перемещается медленно; при низкой вязкости диска ее дви­жение по радиусу может вообще остановиться. Этими процессами можно объяснить, как горячие юпитеры подобрались близко к звез­дам солнечного типа. Разумеется, должен существовать и механизм остановки миграции, например приливный или магнитный момент сил звезды, создающий внутренний край аккреционного диска, или же полная диссипация самого диска

Как формируются планеты

Сценарий планетной миграции, как и стандартный аккрецион­ный сценарий, предсказывают практически круговые орбиты пла­нет, как в Солнечной системе. Однако в экзопланетных системах мы видим вытянутые орбиты. Проще всего это можно было бы объяс­нить сильным гравитационным взаимодействием двух планет, по­павших на резонансные орбиты. В этом случае эффект может воз­растать нелинейно и в некоторый момент приводить к изменению орбит. Такие изменения могут быть умеренными, что, вероятно, и случилось с планетами гигантами Солнечной системы. Но могут произойти и драматические изменения: одна из планет может быть выброшена из системы или же переведена на очень вытянутую ор­биту.

Итак, мы видим, что исследования экзопланет сейчас развива­ются очень активно. Пока еще мы не можем с полной уверенностью судить о том, какого типа планеты в каких условиях формируются. К августу 20Ю года число экзопланет превзошло 475. Большинство из них — гиганты.

]]> http://galaktikaru.ru/kak-formiruyutsya-planety/feed/ 0 Двойные звезды и планеты http://galaktikaru.ru/dvojnye-zvezdy-i-planety/ http://galaktikaru.ru/dvojnye-zvezdy-i-planety/#respond Sun, 08 Sep 2013 06:52:34 +0000 http://galaktikaru.ru/dvojnye-zvezdy-i-planety/ Если третье тело, скажем, планету, поместить на случайную ор­биту в двойной звездной системе, то весьма вероятно, что рано или поздно она будет выброшена из этой системы. Однако существуют некоторые семейства динамически устойчивых орбит, на которых планеты могут находиться очень долго. Тесные двойные могут иметь общую планетную систему, где планеты обращаются по орбитам, воспринимая двойную звезду как единое «ядро». В очень широких двойных каждая из звезд может иметь собственную планетную си­стему. Но вообще в двойной системе возможны и совершенно осо­бенные типы планетных орбит. Некоторым из них требуются опре­деленные пределы для масс компонентов.

Двойные звезды и планеты

Например, если легкий компонент двойной звезды в 26 или более раз уступает по массе бо­лее тяжелому компоненту, то возможны орбиты Троянского Типа. Такие орбиты известны в Солнечной системе и связаны с каждой из планетгигантов. Астероидытроянцы движутся вблизи точек рав­новесия, образующих равносторонний треугольник с двумя более массивными компонентами — Солнцем и планетойгигантом. Су­ществуют и другие типы стабильных орбит, но мы не станем сейчас углубляться в детали.

]]> http://galaktikaru.ru/dvojnye-zvezdy-i-planety/feed/ 0 Параметры экзопланет http://galaktikaru.ru/parametry-ekzoplanet/ http://galaktikaru.ru/parametry-ekzoplanet/#respond Thu, 05 Sep 2013 09:12:08 +0000 http://galaktikaru.ru/parametry-ekzoplanet/ Из-за сильного влияния наблюдательной селекции большая часть открытых до сих пор экзопланет — это газовые гиганты на довольно маленьких орбитах (почти у 40% орбит размер большой полуоси о,4 а. е.). Можно лишь удивляться, что первые открытые в массовом количестве планеты оказались именно того типа, кото­рый меньше всего ожидался по теоретическим соображениям.

Параметры экзопланет

Орбиты планет в Солнечной системе почти круговые, а очень вы­тянутые орбиты наблюдаются лишь у комет. Экзопланеты и в этом смысле вызывают недоумение: у большинства из них орбиты до­вольно вытянутые, и только Среди них имеют почти круговые орбиты. Более того, лишь около Из обнаруженных планетных систем имеют более одной зарегистрированной планеты. Впрочем, это число непременно увеличится: наверняка будут открыты и дру­гие планеты в тех системах, где сейчас известна лишь одна.

Планетные системы, в которых наблюдались затмения и из­мерялись скорости, служат богатыми источниками информации. По доплеровскому смещению линий мы можем вычислить орби­тальные параметры, оценить массу планеты и определить ее ско­рость в тот момент, когда она проходит перед диском звезды, вызы­вая небольшое затмение. По четырем моментам контактов дисков планеты и звезды можно вычислить размер планеты и определить нижний предел размера звезды. Зная массу и размер планеты, легко вычислить ее плотность. Она уже измерена у дюжины из них: все они оказались газовыми гигантами.

С развитием методов наблюдения и по мере накопления данных обнаруживаются все менее массивные планеты. В 2000 году была открыта планета с массой Сатурна, а затем нашли планеты типа Урана и Нептуна.

Параметры экзопланет

Первые указания на существование скалистой планеты появились в 2007 году. Стефан Удри с коллегами из Же­невской обсерватории сообщили об открытии двух маломассивных планет, обращающихся вокруг звезды Глизе 581 (ОИезе 581). Более крупная из планет в 7 раз массивнее Земли и движется по орбите радиусом 0,22 а. е. Вторая планета с массой 5 масс Земли обраща­ется на расстоянии всего 0,07 а. е. от звезды; ее орбитальный пери­од равен 13 суткам. Эта планета представляет особый интерес, по­скольку на таком расстоянии от звезды вода может быть жидкой. Так что ледяная планета практически исключается; газовая планета маловероятна изза небольшой массы; остается только планета из горных пород, которая может иметь жидкую воду (или вообще не иметь воды).

Заметим, что прохождения планеты перед диском звезды дают и другую важную информацию. Сравнивая спектр звезды во время прохождения со спектром, полученным между прохождениями, можно заметить два различия. Во первых, небольшое уменьшение полного потока. Вовторых, если часть света поглощается в атмос­фере планеты, то при этом могут появиться некоторые дополни­тельные спектральные линии. Этот эффект очень мал. Но если он будет обнаружен, то расскажет нам о составе, температуре и плот­ности атмосферы планеты.

Параметры экзопланет

Дебра Фишер (Государственный университет, СанФранциско) и Джеф Валенти (Институт космического телескопа) в 2005 году об­наружили, что наличие у звезды планет сильно зависит от Метолличности (обилия железа относительно водорода) самой звезды. С ростом обилия железа возрастает и доля звезд с планетами. При обилии железа, равном половине солнечного, лишь 2% Исследован­ных звезд имеют планеты. А у звезд с обилием железа вдвое боль­шим, чем на Солнце, планеты обнаруживаются в ю% случаев. Это вполне объяснимо в рамках наших представлений о формировании планет. Чтобы газовая планета набрала массу, в аккреционном дис­ке должны быть льды. Для образования льдов нужен кислород, со­держание которого возрастает вместе с металличностью.

С другой стороны, низкая металличность не исключает суще­ствования планет. Их обнаружили и у звезд, бедных металлами. Крайние примеры — звездагигант НБ 47536 и звезда главной по­следовательности НТ> 155358. Обилие металлов у них впятеро ниже солнечного, но обе они имеют по две планеты.

]]> http://galaktikaru.ru/parametry-ekzoplanet/feed/ 0 Другие методы поиска http://galaktikaru.ru/drugie-metody-poiska/ http://galaktikaru.ru/drugie-metody-poiska/#respond Tue, 03 Sep 2013 12:22:43 +0000 http://galaktikaru.ru/drugie-metody-poiska/ Для каждой планеты явление гравитационного линзирования уни­кально. Вероятность того, что его можно будет наблюдать еще раз, очень мала. Если орбитальная плоскость обнаруженной планеты ориентирована к нам ребром, то в принципе ее можно исследовать и в будущем, используя затмение. Этим методом можно находить далекие планеты, и это может быть лучшим способом обнаружить планеты земного размера.

Другие методы поиска

А почему мы просто не смотрим на звезду в телескоп и не ищем рядом с ней планеты? Этот Метод прямого изображения Кажется простым, но на самом деле его очень трудно использовать изза огромной разницы в яркости звезды и планеты. Для далекого на­блюдателя наше Солнце ярче Юпитера примерно в миллиард раз. Чтобы снизить эффект ослепляющего света звезды, были разрабо­таны изящные методы. Один из уже доказавших свою эффектив­ность — вынос телескопа на орбиту, выше воздушного слоя, раз­мывающего изображение. Способность космического телескопа разрешать малые углы ограничена в основном дифракцией свето­вых волн. У космического телескопа «Хаббл» этот так называемый предел Рэлея для видимого света составляет 0,055". При таком раз­решении, в принципе, можно увидеть раздельно Юпитер и Солнце с расстояния 95 пк (310 световых лет).

Но на практике яркий свет звезды создает серьезные проблемы, поскольку он превосходит яр­кость планеты в 1 ооо ооо раз даже в первом дифракционном мини­муме — наиболее выгодном положении планеты для ее обнаруже­ния. В этом случае, чтобы зарегистрировать изображение планеты, потребовалась бы неделя драгоценного наблюдательного времени телескопа «Хаббл». Если основываться только на разрешении те­лескопа «Хаббл», то планету на такой орбите, как у Земли, можно было бы обнаружить с расстояния 18 пк. Но близкие к звезде плане­ты надежно прячутся в ее блеске. Планеты, далекие от звезды, легче увидеть, особенно если они большие и хорошо отражают свет. В тех немногих случаях, когда планеты обнаруживались непосредственно по их изображению, они располагались довольно далеко от своей звезды.

Другие методы поиска

Европейская южная обсерватория (Е80) представила в 2007 году новый прибор для охоты за планетами — интегральный поле­вой спектрограф, разработанный под руководством Нираяна Тхатте. Он получает быструю последовательность изображений на раз­ных длинах волн. В таких изображениях различные возмущающие

Эффекты меняются с изменением длины волны, но звезда и планета должны оставаться на одном и том же месте независимо от длины волны. Этот прибор будет использован на Очень Большом Телеско­пе (УЬТ ЕЗО) в Чили. Сейчас УЬТ является самым передовым на­земным телескопом: он имеет четыре 8,2м инструмента, которые можно использовать как раздельно, так и вместе.

До сих пор большинство экзопланет было обнаружено с помо­щью наземных телескопов (323) Позже открытие некоторых из них подтвердил космический телескоп «Хаббл». Но в будущем ситуация изменится. В 2006 году был запущен космический теле­скоп СОЯОТ, созданный Французским космическим агентством (СКЕЗ) совместно с Европейским космическим агентством (Е8А). Одной из его главных задач является поиск экзопланет методом покрытий — по уменьшению блеска звезды в момент прохождении перед ней планеты. Несколько новых планет он уже обнаружил.

Другие методы поиска

С этой же целью в 2009 году запущен космический телескоп «Ке­плер» (ЫА8А), который также нашел уже несколько новых планет. Планируется еще ряд космических обсерваторий для поиска экзо­планет (например, Иеу Уог1с.8 Гша^ег, Папуш, 8расе 1пт. егГеготе1:гу м185юп, Теггез1па1 Р1апе1 Ртс1ег, РЕСАЗЕ).

И наконец, косвенным методом для обнаружения экзопланег могут стать наблюдения пылевых дисков вокруг молодых звезд. В таких дисках иногда заметны кольцевые области, свободные от вещества. Вероятно, это те области, где формирующиеся или ново­рожденные планеты вычищают окрестности своей орбиты.

]]> http://galaktikaru.ru/drugie-metody-poiska/feed/ 0