Экзопланеты

Все ли звёзды имеют планетную систему? Можно ли сделать открытие экзопланеты с помощью наблюдения радиопульсаров? Как работает микролинзирование и другие экзотические методы поиска экзопланет? Какие перспективы у этого направления исследования космоса? С помощью каких телескопов делаются прорывные открытия? Какое количество экзопланет сейчас известно астрономам? Когда будет открыт кислород в атмосфере экзопланет?

Об этом и многом другом в большой лекции Сергея Попова, астрофизика, доктора физико-математических наук, ведущего научного сотрудника Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга.

ВКонтакте: https://vk.com/video-190320587_456240197

Спустя более тридцати лет после обнаружения первой внесолнечной планеты астрономы, опираясь на все более мощные телескопы, продолжают делать одну находку за другой. Прошедший год был полон сюрпризов. Вот неполный список основных открытий 2022 года, касающихся экзопланет.

Новый класс экзопланет, на которых может существовать жизнь.

Несколько недель назад команда астрономов объявила об открытии нового класса экзопланет, обнаруженных вокруг красных карликов, которые составляют более 70% населения звезд во Вселенной. Считается, что эти миры состоят наполовину из камня и наполовину из воды (в жидкой или ледяной форме). По мнению исследователей, такое открытие может иметь серьезные последствия для поиска внеземной жизни.

Мир в форме мяча для регби.

Изучая кривую блеска звезды, находящейся на расстоянии 1 530 световых лет от Земли, исследователи заметили яйцеобразный мир, похожий на мяч для регби. Считается, что "физика" этой планеты, названной WASP-103b, которая в 1,5 раза больше Юпитера, формируется под воздействием интенсивных приливных сил ее звезды.

Экстремальные сезоны.

Несколько месяцев назад команда исследователей с помощью телескопа "Спитцер" изучила XO-3b - экзопланету, более чем в одиннадцать раз массивнее Юпитера, которая совершает один оборот вокруг своей звезды всего за три земных дня. В течение года на этой планете будет однодневное лето и двухдневная зима. Сезонные колебания температуры между этими двумя сезонами также были бы в сотни раз больше, чем на Земле.

Что-то общее с Землей.

В 2022 году астрономы обнаружили первую внесолнечную планету с похожей на земную слоистой атмосферой. До сих пор предполагалось, что атмосферы экзопланет имеют только однородный слой. Таким образом, эти результаты показали, что даже атмосферы интенсивно облученных газовых гигантов могут развивать сложные трехмерные структуры. На этом сходство заканчивается. Температура поверхности на "дневной" стороне этой планеты, названной WASP-189b, которая только одной стороной обращена к своей звезде, по оценкам, составляет около 3200 °C. Таким образом, эта планета-мир является одним из самых горячих газовых гигантов из когда-либо зарегистрированных.

Металлические облака и драгоценные дожди.

Представьте себе мир, где облака испарившегося металла могут пролиться дождем рубинов и сапфиров. Согласно недавнему анализу, эта экзопланета может быть реальной. В атмосфере WASP-121 b, находящегося на расстоянии 880 световых лет от Земли, в металлических парах алюминий конденсируется с кислородом, образуя корунд. Согласно исследованию, это металлическое соединение при загрязнении другими металлами могло бы производить то, что мы знаем на Земле как рубины или сапфиры. Эти металлы, вероятно, присутствуют в атмосфере этой планеты.

Две каменные планеты вокруг соседней звезды.

В мае группа астрономов объявила об открытии двух особенно интересных экзопланет в радиусе 33 световых лет от Земли. Ближайшая из них имеет радиус около 1,24 радиуса Земли и примерно в 2,14 раза массивнее. Вторая - более крупная и массивная, чем первая. Исходя из рассчитанных плотностей, обе эти близлежащие экзопланеты будут иметь каменистый состав. Скорее всего, они будут углубленно изучаться с помощью телескопа "Джеймс Уэбб".

Символическая планка.

Не так давно было известно лишь несколько внесолнечных планет. Несколько месяцев назад сотрудники Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) объявили о том, что они преодолели отметку в 5 000 официально зарегистрированных экзопланет. К ним относятся миры, подобные Земле, а также горячие юпитеры и другие газовые карлики. И это только начало. Новые телескопы, недавно запущенные и строящиеся, обещают еще больше расширить эту выборку в течение следующих нескольких лет.

Планета, о которой идет речь, была обнаружена в 2012 году астрономами из Лейденской обсерватории (Нидерланды). Она была идентифицирована с помощью транзитного метода, получила прозвище «супер-Сатурн», и стала первой опоясанной кольцами планетой, найденной за пределами Солнечной системы.

Звезда, вокруг которой вращается эта планета, называется J1407, а сама она – J1407-b. Диаметр колец составляет 120 миллионов километров, и если собрать весь материал, из которых они состоят, то из него вполне можно сложить небесное тело размером с Землю. Относительно того, что представляет собой J1407-b, у астрономов нет единого мнения. Это либо коричневый карлик, либо молодой газовый гигант. Если мы имеем дело с первым из названных объектов, ситуация выглядит особенно интересно. Коричневый карлик – это, по сути, неудавшаяся звезда, огромная планета в 15-75 раз больше Юпитера.

Ученые считают, что у J1407-b 30 колец. Они настолько велики, что если бы окружали Сатурн, то мы видели бы их невооруженным взглядом, не прибегая к помощи телескопов. Причем это касается и разрывов между ними. Представители той самой Лейденской обсерватории утверждают, что для земного наблюдателя они в два-три раза превосходили бы своим размером на небе Луну. J1407b очень молода. Ей всего 16 миллионов лет. Для сравнения: возраст Солнечной системы составляет около 4.5 миллиардов лет.

Исследователи предполагают, что в течение следующих нескольких миллионов лет кольца J1407-b будут становиться тоньше. Пыль и камни начнут объединяться в спутники. Именно так образовались в свое время луны Сатурна и Юпитера, хотя этот тип формирования сопутствующих небесных тел встречается относительно нечасто.