Планета открытий: Книга: «Планета открытий» — Кристиан Санье. Купить книгу, читать рецензии | Pour respondre aux questions des enfants les sciences | ISBN 978-5-389-06991-6

Calla Cofield

Лаборатория реактивного движения, Пасадена, Калифорния.

626-808-2469

[email protected]

.
2022-019

Что означает открытие сотен новых планет для астрономии и философии | Наука

Иллюстрация Лео Эспинозы

На днях ночью я навел свой телескоп на несколько звезд, которые напоминают Солнце и, как теперь известно, имеют планеты — незаметные и ранее неизвестные звезды, такие как 61 Дева и 47 Большой Медведицы, каждая из которых вращается по крайней мере тремя планетами, и HD 81040, где находится газовый гигант, в шесть раз массивнее Юпитера.

Я не видел ни одной из настоящих планет — затерянные в сиянии своих звезд, экзопланеты редко можно различить даже в самые большие телескопы, — но просто знание того, что они там, усиливало впечатление. Глядя на эти желтые звезды, танцующие в окуляре, я поймал себя на том, что широко улыбаюсь в темноте, как межзвездный Подглядывающий Том.

Когда я был мальчиком, перспектива найти экзопланеты была такой же туманной и далекой, как и сами планеты. У теоретиков были свои теории, но никто не знал, были ли планеты обычным явлением или космически редкостью. мои 19В 59-м издании богатой Larousse Encyclopedia of Astronomy отмечалось, что планеты других звезд еще не были идентифицированы, но предсказывалось, что «можно с уверенностью ожидать, что будущие инструментальные и технические усовершенствования раскроют многие вещи, которые сейчас скрыты».

Так они и сделали. Благодаря космическим телескопам, цифровым камерам, высокоскоростным компьютерам и другим инновациям, о которых полвека назад едва ли можно было мечтать, сегодня астрономы обнаружили сотни экзопланет. Еще тысячи ждут подтверждения. Почти каждый день открываются новые миры.

Эти открытия продвигают поиски внеземной жизни, помогают ученым лучше понять, как развивалась наша солнечная система, и дают более точную картину того, как на самом деле работает Вселенная, то есть система, создавшая нас.

Большая часть поисков планет связана с двумя методами.

Метод транзита различает легкое затемнение света звезды, которое происходит, когда перед ней проходит планета. Некоторые транзиты можно наблюдать с поверхности Земли — даже несколько астрономов-любителей подтвердили наличие транзитных экзопланет, — но этот метод зарекомендовал себя с запуском в марте 2009 года.спутника НАСА «Кеплер», однотонного космического телескопа с 95-мегапиксельной камерой, который многократно фотографирует 150 000 звезд на одном участке неба у левого крыла Лебедя-Лебедя. Компьютеры просматривают изображения, чтобы найти доказательства транзитов. Степень уменьшения света звезды (обычно менее одной тысячной процента) указывает на диаметр каждой планеты, а время, в течение которого длится транзит, показывает размер орбиты планеты. Пока я пишу это, миссия «Кеплер» обнаружила 74 планеты; Ожидается, что в ближайшее время будут подтверждены еще сотни.

Доплеровская спектроскопия измеряет тонкое колебание звезд — на самом деле поверхностные искажения, подобные искажениям брошенного воздушного шара, — вызванные гравитационным притяжением вращающихся вокруг планет. Когда звезда тянется к нам или от нас, ее свет смещается в сторону немного более коротких или длинных длин волн, соответственно, подобно тому, как сирена скорой помощи звучит то выше, то ниже по мере того, как машина скорой помощи проезжает мимо. Этот метод выявил около 500 экзопланет.

Оба подхода лучше подходят для поиска массивных планет, вращающихся близко к своим звездам — так называемых «горячих юпитеров», — чем землеподобные планеты на земноподобных орбитах вокруг солнцеподобных звезд. Таким образом, может пройти некоторое время, прежде чем планеты, очень похожие на Землю, будут идентифицированы, и еще больше времени, прежде чем астрономы смогут улавливать их скудный отраженный свет и исследовать его на наличие химических признаков жизни, какой мы ее знаем.

Но природа исследований заключается в том, чтобы находить вещи, отличные от ожидаемых, и охотники за экзопланетами открыли планеты, совершенно не похожие ни на какие ранее предполагавшиеся. Одним из них является GJ 1214b, «водный мир», более чем в два раза превышающий диаметр Земли, который вращается вокруг красного карлика в 40 световых годах от Земли каждые 38 часов, его парящая поверхность кипит при температуре 446 градусов по Фаренгейту. Солнцеподобная звезда Кеплер-20, находящаяся примерно в 950 световых годах от нас, имеет пять планет, две из которых сопоставимы по массе с Землей, и все они вращаются по меньшим орбитам, чем орбиты Меркурия вокруг Солнца. WASP-17b — это большой пучок мира, примерно в два раза больше Юпитера, но всего в десятую его плотность, вращающийся вокруг звезды в тысяче световых лет от нас.

Еще в 1959 году астрономы все еще спорили, может ли планета вращаться вокруг двойной звезды, пары звезд, вращающихся друг вокруг друга. Ответ оказывается положительным: были найдены три такие планетные системы. У планет есть близнецы-солнца в их небе, как у Татуина в Звездных войнах .

Помимо такой экзотики, предприятие по охоте за планетами привлекает внимание к тому, что на самом деле представляет собой звездное население нашей галактики, в отличие от первоначальных впечатлений, получаемых при случайном наблюдении за звездами. Созвездия, которые мы изучаем в детстве — Охотник Орион, Большой Пёс Большого Пса, Лира Лира — запоминаются своими самыми яркими звёздами, такими гигантами, как Ригель, Сириус и Вега. Но такие большие, яркие звезды, хотя и заметные, встречаются редко: на каждого такого гиганта, как Сириус, приходится около дюжины солнцеподобных звезд и поразительные 100 миллионов тусклых карликовых звезд. Несоответствие возникает из-за того, что карликовые звезды образуются гораздо чаще, чем гиганты, и существуют намного дольше. Гиганты горят так яростно, что у них может закончиться топливо в течение миллионов лет. Звезды среднего веса, такие как Солнце, существуют около десяти миллиардов лет. Карликовые звезды расходуют свое топливо достаточно экономно, чтобы сделать их фактически бессмертными: насколько астрономы могут судить, ни одна карликовая звезда М-класса, когда-либо сформировавшаяся, еще не перестала светить.

Всего около 80 процентов звезд в нашей галактике — карлики. Так не является ли более вероятным, что жизнь будет найдена на планете с карликовой звездой, чем на планете, вращающейся вокруг гораздо более редкой солнцеподобной звезды?

Возможно, но карлики настолько тусклые, что их обитаемые зоны — область «Златовласки», достаточно прохладная, чтобы вода не выкипала, но достаточно теплая, чтобы вода не замерзала навсегда, — обязательно находятся довольно близко к звезде, ибо по той же причине туристы должны жаться ближе к маленькому костру, чем к ревущему пламени. Обитаемые зоны карликовых звезд могут быть настолько тесными, что планеты, вращающиеся вокруг них, практически скользят по поверхности звезды, кружась сквозь «годы», длящиеся всего дни или часы. Если вы выросли, скажем, на Kepler-42c, который вращается в обитаемой зоне карликовой звезды, масса которой составляет всего 13 процентов от массы Солнца, ваш день рождения будет отмечаться каждые десять часов и 53 минуты.

Жизнь в таком мире может быть рискованной. Даже маленькие карликовые звезды, температура поверхности которых ненамного выше температуры чашки кофе, могут производить стерилизующие рентгеновские вспышки, не уступающие по мощности солнечным. Если бы вы отдыхали на KOI-961c и его звезда вспыхнула, радиация вполне могла убить вас, прежде чем вы успели бы добраться до убежища. Планеты, расположенные так близко к своим звездам, также могут стать гравитационно заблокированными, так что одна сторона высохнет, а другая замерзнет.

И даже если бы вас устраивала орбита вашей планеты, каковы шансы, что она там останется? Мы, земляне, живем в обитаемой зоне довольно упорядоченной системы, планеты которой, очевидно, в течение очень долгого времени двигались по одним и тем же старым орбитам. Но многие экзопланетные системы оказались более хаотичными. Там астрономы находят планеты, которые должны были каким-то образом мигрировать в свои нынешние местоположения с совершенно других первоначальных орбит.

Звезды и планеты формируются вместе, сгущаясь под действием гравитации во вращающийся диск из газа и пыли с протозвездой, находящейся в центре, подобно желтку яйца. Как только звезда воспламеняется, непрерывный взрыв частиц, сдуваемых с ее поверхности, уносит легкие газы, такие как водород и гелий, из внутренней части диска. Следовательно, внутренние планеты Солнца (например, Земля) каменистые, а внешние планеты (например, Юпитер) содержат много легких газов. Это означает, что горячие юпитеры, обращающиеся вокруг многих звезд, не могли образоваться там, а вместо этого должны были возникнуть дальше и впоследствии мигрировать в свои нынешние местоположения. Такие миграции могли быть вызваны взаимодействием между планетами или приливным притяжением проходящих звезд и туманностей.

Планеты не только меняют орбиты гораздо чаще, чем считалось ранее, но даже могут быть полностью выброшены из своих систем, чтобы вечно блуждать в холоде и тьме межзвездного пространства. По оценкам недавнего исследования НАСА, в нашей галактике больше «свободно плавающих» планет, чем звезд. Таким образом, количество отсталых, изгнанных миров исчисляется сотнями миллиардов.

Все известные явления находятся где-то между абсолютной упорядоченностью, которая делает их поведение предсказуемым в каждой детали, и полным хаосом, который делает их совершенно непредсказуемыми. До появления науки природа казалась в основном хаотичной. Не имея возможности предсказать большинство природных явлений, люди отнесли даже появление комет и гроз к тому, что в юридических документах до сих пор называют «стихийными бедствиями». Как только наука начала развиваться, философы, впечатленные ее предсказательной силой, впали в противоположную крайность и начали воображать, что все совершенно упорядочено. Науку стал преследовать призрак «строгого детерминизма» — представление о том, что если бы были известны точное положение и движение каждого атома в системе, можно было бы надежно рассчитать ее будущее во всех деталях. Поскольку люди состоят из атомов, строгий детерминизм подразумевал, что люди — всего лишь живые роботы, каждая их мысль и действие предопределены в начале времен.

Поведение Солнечной системы, казалось, поддерживало строгий детерминизм. Картина упорядоченной «вселенной с часовым механизмом», столь же предсказуемой, как механический планетарный корабль, восходит к разработке Исааком Ньютоном динамических законов, управляющих движением планет на Солнце. Когда математик Пьер-Симон де Лаплас усовершенствовал часовой механизм Ньютона и запустил его в обратном направлении, чтобы точно «предсказать» соединение Сатурна со звездой Гамма Девы, которое наблюдали вавилонские астрономы в 228 г. даже собственные мысли были частью строго детерминированного космического часового механизма.

Но сам Ньютон сомневался в этом. Он понял, что, хотя Солнце доминирует над своим гравитационным окружением, планеты оказывают друг на друга небольшие, но постоянные гравитационные силы. Он подозревал, что эти взаимодействия рано или поздно могут нарушить предсказуемость часового механизма Солнечной системы, но не смог рассчитать их последствия. «Определение этих движений точными законами, допускающими легкое вычисление, превышает, если я не ошибаюсь, силу любого человеческого ума», — писал он.

Он был прав. Потребовалась мощь современных вычислений, чтобы обнаружить, что все планетные системы, даже такие кажущиеся безмятежными, как солнечная, заражены потенциальным хаосом. Компьютерное моделирование показывает, например, что гравитация Юпитера неоднократно изменяла полярную ось Марса и однажды может вытянуть Меркурий на настолько эллиптическую орбиту, что он может столкнуться с Венерой или Землей. (Даже близкое столкновение Меркурия с Землей вызвало бы достаточное приливное трение, чтобы обе планеты превратились в шары лавы. ) Обеспокоенный своими намеками на хаос, Ньютон вслух задавался вопросом, мог ли Бог время от времени вмешиваться, чтобы сохранить Солнечную систему. работает так плавно. Сегодня можно сказать, что только стихийное бедствие может спасти строгий детерминизм.

Пожелав спокойной ночи планетным звездам, которые все больше походили на порты захода, я закрыл обсерваторию и остановился, чтобы нацарапать несколько цифр на клочке бумаги. По оценкам НАСА, галактика Млечный Путь содержит не менее 100 миллиардов планет, не считая одиноких свободно плавающих. Если «инструментальные и технические усовершенствования», о которых я читал еще в 1959 году, в конечном итоге достигнут такого уровня совершенства, что астрономы будут находить новые планеты каждую минуту, днем ​​и ночью, они будут делать это в течение 100 000 лет, прежде чем они нанесут на карту половину планет. в нашей галактике. И наша — одна из более чем 100 миллиардов галактик.

Короче говоря, мы стоим на пороге великой эры приключений — и так будет всегда, пока мы продолжаем заниматься наукой.

Рекомендуемые видео

Экзопланеты, миры, вращающиеся вокруг других звезд

Основные моменты

• Экзопланеты — это планеты, вращающиеся вокруг других звезд.
• Ученые считают, что у большинства звезд есть хотя бы одна экзопланета. Эти миры являются главной целью для поиска жизни за пределами Земли.
• Вы можете помочь Планетарному обществу в защите Римского космического телескопа, следующей миссии НАСА по исследованию экзопланет. Вы также можете поддержать наши усилия, чтобы помочь ученым найти 100 экзопланет размером с Землю вокруг ближайших звезд.

Зачем изучать экзопланеты?

На протяжении веков вымышленные изображения планет, вращающихся вокруг других звезд, возбуждали наше воображение. От пустынного мира Арракис в Дюне до пышных джунглей планеты Йоды Дагоба в «Звездных войнах» мы, люди, были очарованы идеей экзотических далеких миров.

Теперь мы знаем, что миры за пределами нашей Солнечной системы, известные как экзопланеты, существуют. На самом деле их очень много: ученые нашли более 4000 экзопланет и считают, что у большинства звезд есть свои солнечные системы. Некоторые экзопланеты удивительно похожи на вымышленные миры, которые мы воображали, в то время как другие оказались более экзотическими, чем все, о чем мы могли мечтать.

По оценкам, наша Вселенная насчитывает более 100 миллиардов галактик, каждая из которых содержит сотни миллиардов звезд. Если вокруг большинства звезд есть одна или несколько планет, то во Вселенной может быть миллиардов триллионов планет.

Каждое открытие экзопланеты учит нас чему-то новому о том, как устроена Вселенная. Когда у нас было всего восемь планет нашей Солнечной системы для изучения, у нас было ограниченное представление о том, какие планетные системы существуют.
возможно в космосе. Теперь, когда каталогизировано более 4000 экзопланет,
горизонты планетологии шире, чем когда-либо. Мы тоже иногда
увидеть, как формируются другие солнечные системы, что учит нас о нашем собственном происхождении. Это как смотреть наше собственное шоу «Как это сделано» через телескопы всего мира.

Есть много причин, чтобы узнать об экзопланетах, но, пожалуй, самая убедительная заключается в том, что мы можем найти другой мир, в котором обитают живые организмы. Если мы обнаружим жизнь за пределами Земли, это может изменить ход истории человечества. И с постоянным прогрессом в исследованиях экзопланет,
это открытие может произойти при вашей жизни.

Экзопланета Проксима b На этом снимке художника показана поверхность экзопланеты Проксима b, вращающейся вокруг красного карлика Проксимы Центавра — ближайшей звезды к Земле. Планета по размеру похожа на Землю и находится в обитаемой зоне своей звезды, в не слишком жарком и не слишком холодном регионе, где температуры подходят для существования жидкой воды на поверхности. Изображение: ESO/M. Kornmesser

Как мы изучаем экзопланеты?

Даже в мощный наземный или космический телескоп звезды выглядят как крошечные светящиеся точки. Планеты еще меньше, и их очень трудно обнаружить рядом с их яркими звездами-хозяевами. Поэтому ученые полагаются на косвенные методы, такие как изучение самих звезд в поисках признаков того, что планеты могут вращаться вокруг них.

По мере развития этих методов мы перешли от простого определения того, есть ли у звезды планета, к фактической способности обнаруживать характеристики экзопланет. Благодаря все более изощренным технологиям мы можем не только выяснить основные характеристики экзопланет, такие как масса и диаметр, но и определить, является ли мир твердым или газообразным или даже содержит водяной пар в атмосфере.

Новая миссия НАСА под названием «Римский космический телескоп» (RST) — это миссия по астрофизике и экзопланетам, которая может быть запущена уже в 2025 году и сможет обнаруживать каменистые миры размером с Землю. Администрация Трампа пыталась и не смогла отменить RST в трех недавних бюджетных предложениях НАСА.

Одной из основных целей исследования экзопланет являются планеты, похожие на Землю. Вы часто будете слышать термин «похожий на Землю», используемый для описания миров, похожих на наш. Вообще говоря, это означает, что на планете может быть жидкая вода и атмосфера, которые могут поддерживать жизнь в том виде, в каком мы ее знаем. Жизнь в других мирах может неузнаваемо отличаться от того, что мы знаем здесь, на Земле, и даже жизнь на нашей планете необычайно разнообразна. Но имеет смысл начать с поиска миров, похожих на наш.

Размером с Землю или похожим на Землю?

При чтении новостей об экзопланетах важно различать «похожие на Землю» и «размером с Землю»; то, что планета примерно такого же размера, как Земля, не означает, что она может поддерживать жизнь (привет, Венера!).

Как мы ищем планеты, похожие на Землю?

Самым основным условием существования жидкой воды является положение планеты по отношению к ее звезде. Область вокруг звезды, где на поверхности планеты может существовать жидкая вода, ученые называют обитаемой зоной: не так близко к звезде, чтобы вся вода испарялась, и не так далеко от звезды, чтобы вся она замерзала. Этот район также известен как «Зона Златовласки» (не слишком жарко, не слишком холодно).

Мы можем определить, находится ли планета в обитаемой зоне, исходя из расстояния планеты от родительской звезды и температуры этой звезды. Пригодная для жизни зона более крупной и горячей звезды находится дальше, чем у меньшей и более холодной звезды.

В обитаемой звездной зоне прямо здесь, в нашей галактике Млечный Путь, может находиться до 40 миллиардов планет. На данный момент мы нашли около 20. Это может показаться немного, но подумайте вот о чем: возможно, мы уже нашли планету, на которой есть жизнь, но мы просто еще не знаем об этом.

Как узнать, действительно ли планета в обитаемой зоне обитаема? Или жилой?

Представьте, как выглядели бы наше Солнце и Земля с расстояния в несколько сотен световых лет. Используя наши современные технологии, вы могли бы определить, что Земля — это маленькая каменистая планета, которая находится в обитаемой зоне Солнца.

Затем вы можете поискать признаки воды в атмосфере Земли, чтобы исключить, что это не сухая пустынная планета, такая как Марс. Наши нынешние технологии едва ли способны на это, в то время как будущие наземные и космические обсерватории смогут делать это еще лучше.

К тому времени вы могли бы сделать вывод, что Земля пригодна для жизни. Но чтобы сказать, была ли на самом деле жизнь на поверхности, вам нужно найти газы в атмосфере планеты, такие как озон, которые являются возможными побочными продуктами жизни. Наши нынешние и будущие телескопы не смогут этого сделать, но несколько предполагаемых космических телескопов смогут.

Даже тогда вы, вероятно, не смогли бы с уверенностью сказать, что нашли жизнь. В конечном счете, это может быть что-то вроде телескопа, который использует гравитацию нашего Солнца в качестве гигантской линзы, чтобы сделать четкое изображение экзопланеты и увидеть признаки жизни на поверхности. Это может звучать невероятно футуристично, но технология не за пределами нашей досягаемости.

Что вы можете сделать для продвижения исследований экзопланет?

С 2009 года члены Планетарного общества поддерживают работу Дебры Фишер, одного из ведущих мировых исследователей экзопланет. Эти проекты значительно улучшили наши возможности по поиску экзопланет, похожих на Землю.

Мы работаем с Fischer над проектами экзопланет с 2009 года. Такие люди, как вы, помогли нам финансировать FINDS, новый инструмент для обнаружения крошечных колебаний звезд, вызванных орбитальными экзопланетами размером с Землю, и Exoplanets Laser, передовую систему калибровки телескопа. . Мы также поддержали поиск экзопланет вокруг Альфы Центавра, ближайшей к Земле звездной системы.

Прямо сейчас мы работаем с Фишером над проектом по поиску 100 планет, похожих на Землю. Наши члены и сторонники собирают средства на замену фотонно-кристаллического волокна (PCF).

Это может звучать как научная фантастика, но PCF — это не то, что приводит в действие световые мечи в Star Wars . PCF — это сверхчувствительный кабель, используемый для передачи света. Команды Фишера используют его, чтобы направить свет от телескопа Лоуэлла Дискавери и солнечного телескопа в устройство лазерной калибровки экзопланет Планетарное общество, созданное благодаря финансированию участников исследования в 2014 году. К сожалению, кабель изнашивается при каждом использовании, и если его не скоро будет заменено, работа Фишера остановится.

Вы также можете помочь нам поддержать Римский космический телескоп, следующую миссию НАСА по исследованию экзопланет. Несмотря на то, что это была самая приоритетная миссия сообщества астрофизиков в этом десятилетии, администрация Трампа трижды пыталась отменить миссию, сославшись на отсутствие финансирования. К счастью, Конгресс отклонил эти предложения за последние два года, хотя он должен сделать это снова в 2021 году. Планетарное общество представило в январе 2020 года заявление, призывающее Конгресс продолжить финансирование миссии.

Уильям Гершель и открытие планеты Уран

Обзор

Уильям Гершель (1738-1822) открыл планету Уран в 1781 году. Это была первая планета, открытая с начала письменной истории. Открытие Урана принесло Гершелю большую известность, которая позволила ему провести свои нетрадиционные астрономические исследования. Его открытие Урана, в некоторой степени, даже утешило Англию в связи с потерей 13 колоний в войне за независимость США. Возможно, самое главное, открытие Урана открыло новую фазу в открытии планет нашей Солнечной системы.

Предыстория

Можно сказать, что открытие планет в нашей Солнечной системе имеет две отдельные фазы. Открытие планеты Уран отмечает границу между этими двумя фазами. Первая фаза началась еще до того, как была записана история. На этом этапе единственными известными планетами были пять, которые были видны невооруженным глазом. Почти каждая культура знала о планетах, которые мы называем Меркурием, Венерой, Марсом, Юпитером и Сатурном. Эти пять объектов сначала были названы планетами 9.0217 г. греками; планета была греческим словом для странника . Планеты назывались странниками, потому что, в отличие от звезд (которые, кажется, не меняют своего положения относительно друг друга), было замечено, что планеты движутся (или меняют положение) относительно неподвижных звезд. Мы называем это движение орбит планет.

До смерти Николая Коперника в 1543 году наша Земля не считалась одной из планет. Вместо этого считалось, что это центр вселенной с Луной, Солнцем, планетами и звездами, вращающимися вокруг него. Никто не подозревал, что кроме Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна могут существовать и другие планеты. Но есть, как мы теперь знаем, Уран, Нептун и Плутон. А открытие первой планеты за Сатурном, планеты Уран, знаменует собой начало второй фазы открытия планет в нашей Солнечной системе. Уран был открыт в 1781 году немецким астрономом, жившим в Англии. Его звали Уильям Гершель.

Гершель родился в Ганновере, Германия, в семье музыкантов. В 1757 году он переехал в Англию. В 1766 году он получил постоянную должность органиста в английском городе Бат. Но Уильям Гершель был человеком широких интересов вне музыки, и астрономия была одним из них. Он прочитал и освоил ряд книг по астрономии. В 1767 году он начал наблюдать ночное небо с помощью небольших телескопов. Но это были плохие инструменты
и вскоре разочаровал его. К несчастью для Гершеля, больших телескопов не было. Так, в 1773 году он начал строить свой собственный. Работая по ночам, когда его музыкальные обязанности были закончены, он построил свои собственные телескопы и наблюдал за небом. Вскоре с помощью своего брата Александра и сестры Кэролайн он строил лучшие в мире телескопы и заглядывал все дальше и дальше в космос. Вскоре он гораздо больше интересовался астрономией, чем музыкой.

Гершель наблюдал множество различных объектов в небе. Он искал двойные звезды, а также нечетко выглядящие объекты, называемые туманностями (теперь мы знаем, что это либо звездные скопления, либо газовые облака, либо далекие галактики). Он был очень похож на натуралиста, человека, который собирает и классифицирует образцы. Он «собирал» двойные звезды и туманности так же, как натуралисты собирают насекомых или растения. В этом он несколько отличался от других астрономов своего времени. Их интересовало нанесение на карту положения звезд или расчет орбит планет в соответствии с законами гравитации.

Уильям Гершель также наблюдал за Луной, Солнцем и планетами нашей Солнечной системы. Он верил, как и многие люди в его время, что планеты, Луна и даже Солнце обитаемы. В то время было широко распространено мнение, что Бог создал разумную жизнь в других мирах. Гершель очень твердо верил в возможность внеземной разумной жизни и провел много ночей, наблюдая в свой телескоп за Луной, Солнцем и планетами в поисках ее признаков.

Воздействие

На протяжении 1770-х годов Уильям Гершель провел большую часть ночей, наблюдая за туманностями, ища двойные звезды и признаки жизни в других мирах. Затем, в ночь на 13 марта 1781 года, Гершель сделал интересное открытие. Наблюдая за местностью в созвездии Близнецов, он заметил крупный объект, который, как он думал, был туманностью или кометой. Четыре ночи спустя он заметил, что этот объект сдвинулся, и пришел к выводу, что это на самом деле комета. Он написал об этой новой «комете» астрономам в Лондоне. Но этим астрономам было трудно обнаружить комету, потому что их телескопы были хуже, чем у Гершеля. Сначала они просто не могли этого увидеть. Но в конце концов предполагаемую комету наблюдали как английские, так и французские астрономы. Они были поражены тем, что Гершель вообще видел объект, настолько тусклым он был в их собственные телескопы.

Примерно через месяц королевский астроном в Лондоне Невил Маскелин (1732-1811) предположил, что объект может быть планетой. Но было трудно сказать. Чтобы быть уверенным, объект нужно было наблюдать в течение долгого времени, чтобы составить карту его орбиты. А затем нужно было произвести расчеты этой орбиты. Это заняло еще несколько месяцев. Наконец, в
Летом 1781 года Андерс Йохан Лекселл (1740-1784), русский астроном, находившийся в Лондоне, рассчитал орбиту кометы. Расчеты Лекселла убедили большинство астрономов в том, что «комета» Гершеля на самом деле была планетой — первой планетой, открытой с начала письменной истории!

Открытие Гершелем планеты мгновенно сделало его знаменитым. Он назвал планету Georgium sidus , или «Звезда Георга», в честь короля Англии Георга III. Георг III назначил Гершелю годовой оклад, а это означало, что он мог бросить музыку, чтобы зарабатывать на жизнь, и полностью посвятить себя астрономии. Гершель переехал из Бата в Виндзор, недалеко от Лондона, где жил король. Гершель также стал членом Лондонского королевского общества и получил его высшую награду — медаль Копли. Его телескопы внезапно стали пользоваться спросом, и он заработал небольшое состояние, продавая телескопы по всей Европе. Среди его клиентов были король Испании, а также Люсьен Бонапарт, брат Наполеона Бонапарта.

Название новой планеты — интересная история. Первоначально, как уже упоминалось, планета называлась «Звезда Георгия». Со временем были предложены другие названия для планеты, потому что многие астрономы за пределами Англии считали название «Звезда Джорджа» слишком английским, несправедливым расширением английского земного империализма на небеса. Одни астрономы предлагали назвать планету «Гершель», другим понравилось название «Нептун». Но в итоге было выбрано название «Уран». Это соответствовало теме именования планет в честь римских богов: Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна. Используя имя Уран, он продолжил родословную этих богов. В римской мифологии Уран был отцом Сатурна и дедом Юпитера. Таким образом, Уран был идеальным именем, потому что планета Уран была следующей планетой после Сатурна и второй планетой после Юпитера — дедушкой, сыном и внуком.

Несмотря на то, что Уильям Гершель прославился открытием Урана, он по-прежнему считался астрономом, сильно отличающимся от других астрономов своего времени. Цель большинства астрономов состояла в том, чтобы нанести на карту положение планет и звезд на небе с помощью математических вычислений. Гершель, однако, заинтересовался строением небесных объектов — как образовались небесные объекты. Другими словами, его интересовала эволюция звезд, а не их положение. Другие астрономы считали его чудаком. Однако, поскольку он открыл Уран, у него были деньги и респектабельность, и он смог продолжить свою уникальную программу астрономических наблюдений. Для Гершеля открытие Урана не было кульминацией его карьеры. Наоборот, это был счастливый случай, который принес ему достаточно денег, чтобы учиться самостоятельно.0003

Интересно отметить, сколько времени Уильям Гершель потратил на поиски внеземной жизни. Он твердо верил, что Луна, Солнце и планеты нашей Солнечной системы обитаемы. Это убеждение разделяли многие его современники, и оно также стало политическим вопросом. В 1781 году, когда Гершель открыл Уран, Англия находилась в конце войны со своими колониями в Северной Америке — войны, известной как Американская революция. Когда война наконец закончилась, американские колонисты одержали победу, и Англия потеряла большую часть своей империи. Но некоторые англичане думали, что Уильям Гершель в некотором роде открыл новую территорию для английского контроля — территорию небес. Открытие Уильямом Гершелем Урана было утешением в связи с потерей американских колоний. Как сказал один английский врач: «Это правда, что мы потеряли terra firma Тринадцати колоний в Америке, но мы должны довольствоваться тем, что взамен получили от генерала доктора Гершеля terra incognita гораздо большей протяженности. ..»

Открытие Урана Уильямом Гершелем освободило его, чтобы заниматься астрономией по-своему. И его открытие также утешило англичан после потери ими американских колоний. Возможно, наиболее важным для науки астрономии является то, что открытие Урана положило начало поиску других неоткрытых планет в нашей Солнечной системе. Это было началом второго этапа в открытии планет, во время которого были открыты Нептун и Плутон.Нептун был открыт в 1846 году, когда астрономы пытались решить проблему с расчетами орбиты Урана.И Плутон, последняя планета в нашей солнечной системе. система, открытая в 1930 с помощью телескопа и фотооборудования. Но на этом открытие новых планет не закончилось. Можно сказать, что началась третья фаза — недавние и успешно предпринятые поиски планет, вращающихся вокруг других звезд.

СТИВ РАСКИН

Дополнительная литература

Книги

Армитаж, Ангус. Уильям Гершель. Нью-Йорк: Doubleday and Company, 1963.

Клерк, Агнес М. Гершели и современная астрономия. Нью-Йорк: Макмиллан и компания, 1895.

Кроу, Майкл Дж. Дебаты о внеземной жизни, 1750-1900: Идея множественности миров от Канта до Лоуэлла. Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета, 1988.

Хоскин, Майкл, изд. Кембриджская иллюстрированная история астрономии. Кембридж, Англия: Издательство Кембриджского университета, 1997.

Норт, Джон. История астрономии и космологии Нортона. Нью-Йорк: У. В. Нортон и компания, 1995.

Наука и ее время: понимание социальной значимости научных открытий

Открыта новая планета в массивной двухзвездной системе b Центавра

Ученые обнаружили планету в двухзвездной системе настолько экстремальной, что ранее это считалось маловероятным что там может образоваться планета.

(CN) — Ученые из Европейской южной обсерватории обнаружили планету в самой горячей и самой массивной звездной системе из когда-либо зарегистрированных.

Двухзвездная система, в которой расположена планета, известная как HIP 71865, или b Центавра, находится в созвездии Центавра примерно в 325 световых годах от Земли.

В шесть раз больше массы нашего Солнца, система настолько массивна и настолько горяча, что до тех пор, пока ее не сфотографировал Очень Большой Телескоп ESO, многие эксперты не верили, что там может существовать планета. Новое открытие показывает, что это возможно; Планета была обнаружена на орбите одной из двух звезд системы, примерно в 100 раз превышающей расстояние между Юпитером и Солнцем.

Группа астрономов со всей Европы описала недавно идентифицированную планету в исследовании, опубликованном в среду в журнале Nature.

«Обнаружение планеты вокруг b Центавра было очень захватывающим, поскольку это полностью меняет представление о массивных звездах как о планетах-хозяевах», — сказал Маркус Янсон, астроном из Стокгольмского университета и первый автор исследования, в соответствующем заявлении.

На планете, получившей название b Центавра b, чрезвычайно враждебная среда по любым земным меркам. В 10 раз больше массы Юпитера, b Центавра b является одной из самых массивных планет из когда-либо обнаруженных. Он также движется по одной из самых широких орбит из когда-либо зарегистрированных — огромное расстояние между планетой и двумя звездами системы может сыграть важную роль в выживании планеты. Открытие доказывает, что планеты действительно могут формироваться и выживать в условиях, которые ранее считались слишком экстремальными.

«Планета в b Центавра — это чужой мир в среде, которая полностью отличается от того, что мы наблюдаем здесь, на Земле, и в нашей Солнечной системе», — объяснил соавтор Гаятри Вишванат, аспирант Стокгольмского университета. «Это суровая среда, в которой преобладает экстремальное излучение, где все имеет гигантские масштабы: звезды больше, планета больше, расстояния больше».

Массивные звезды обычно очень горячие, и это верно для системы b Центавра. Его главная звезда относится к типу B, что означает, что она имеет массу от 2 до 16 масс Солнца Земли, а температура поверхности колеблется от 17 500 до 53 500 градусов по Фаренгейту. Экстремальные температуры приводят к большим дозам ультрафиолетового и рентгеновского излучения, что делает его еще более негостеприимным по человеческим меркам.

По мнению авторов, экстремальная масса и высокая температура звезды должны оказывать значительное влияние на окружающие газы в системе, что затруднило бы формирование планет. Более горячие звезды производят более высокоэнергетическое излучение, заставляя близлежащее вещество испаряться быстрее, в результате чего остается меньше сырья, рассеянного по системе для формирования планет.

«Звезды B-типа обычно считаются довольно разрушительными и опасными средами, поэтому считалось, что вокруг них должно быть чрезвычайно сложно сформировать большие планеты», — заключил Янсон.

Авторы выдвигают гипотезу о том, что такая планета вряд ли могла образоваться в ее нынешнем местоположении, а на самом деле могла образоваться в другом месте и переместиться в результате динамических взаимодействий с другими звездными объектами или в результате гравитационной нестабильности. Изучая эти типы экстремальных систем, в которых формирование планет считалось редким, если не невозможным, ученые полагают, что они могут получить более глубокое понимание процесса, в котором рождаются планеты.

«Формирование планет происходит в широком диапазоне звездных масс и архитектур звездных систем», — объясняют авторы исследования. «Улучшение понимания процесса формирования может быть достигнуто путем изучения его во всем пространстве параметров, особенно в крайних точках».

Для своих измерений команда использовала Очень Большой Телескоп ESO, расположенный в Чили, и прикрепленный к нему усовершенствованный инструмент визуализации, известный как Спектро-поляриметрический высококонтрастный инструмент для исследования экзопланет, или СФЕРА. Астрономы ранее сфотографировали несколько планет, расположенных за пределами нашей Солнечной системы, известных как экзопланеты, с помощью SPHERE. В ходе своего исследования авторы обнаружили, что изображение планеты в b Центавра было получено более чем за два десятилетия до этого с помощью 3,6-метрового телескопа ESO, хотя в то время эксперты не могли подтвердить, что это действительно планета.

В будущем исследователи получат в свое распоряжение еще более мощные инструменты, такие как предстоящий Чрезвычайно Большой Телескоп ESO, или ELT, который должен начать работу к концу десятилетия. Каждый новый инструмент обещает новые, более поразительные открытия, и авторы надеются, что ELT поможет пролить свет на особенности и происхождение недавно открытой планеты.

«Это будет интригующая задача — попытаться выяснить, как он мог образоваться, что на данный момент является загадкой», — сказал Дженсон.

Подпишитесь на @dmanduff

Ученые считают, что эта «океаническая планета» полностью покрыта водой

Автор
Рэйчел Рочестер

Опубликовано 25 августа 2022 г.

Делиться
Твитнуть
Делиться
Электронная почта

Недавно открытая экзопланета может быть умеренной и полностью покрытой жидкой водой. Может ли TOI-1452 b быть планетой Златовласки, которую мы искали?

Художественное исполнение Авторы и права: Бенуа Гужон, Университет Монреаля.

В результате революционного открытия ученые считают, что они определили новый 9Экзопланета 0175 , которая может быть полностью покрыта водой. Хотя считается, что некоторые из спутников, принадлежащих Юпитеру и Сатурну, имеют водную основу, ни одна из таких планет еще не подтверждена. Эта новая планета является одним из наиболее вероятных кандидатов на сегодняшний день.

Ученые обнаружили более 5000 экзопланет, по данным НАСА, каждая из которых по-своему уникальна. Экзопланета — это любая планета, которая не вращается вокруг Солнца. Может быть сложно обнаружить экзопланеты с Земли, поскольку свет собственных звезд этих планет может их блокировать. Стремясь найти больше таких планет, НАСА и Массачусетский технологический институт совместно запустили спутник для исследования транзитных экзопланет (TESS) в 2018 году, который был специально разработан для выявления новых планет для изучения.

Связанный: Как лунная миссия НАСА на Европу найдет жидкую воду

Это был сигнал от TESS, который впервые предупредил астрономов о присутствии нового потенциального водного мира, получившего название TOI-1452 b. Планета вращается вокруг Солнечной системы с двумя звездами, которая является относительно близким соседом всего в 100 световых годах от Земли в созвездии Дракона. Шарль Кадье, доктор философии. студент Университета Монреаля и член Института исследований экзопланет (iREx), принадлежит к группе астрономов, которые занимаются поиском потенциальных планет, идентифицированных TESS. В статье, опубликованной в The Astronomical Journal , Кадье и его команда обнаружили, что планета примерно на 70 процентов больше Земли. Самое интересное, что это то, что известно как планета «Златовласка», что означает, что это идеальное расстояние от своей звезды, чтобы быть обитаемым и содержать воду в жидкой форме.

Кредит художественного представления: Бенуа Гужон, Университет Монреаля.

TOI-1452 b был обнаружен потому, что его звезды слегка тускнели каждые одиннадцать дней. В то время как тусклая звезда может свидетельствовать о мощном взрыве, эта вспышка указывает на наличие какого-то спутника на регулярной орбите, который ритмично заслоняет свет звезды. Такие наблюдения могут показать существование планеты, но сами по себе они мало что дают для понимания ее строения. Чтобы узнать, что новая экзопланета может быть водным миром, ученым пришлось оценить ее массу путем исчерпывающих наблюдений. Каменистые, металлические планеты, такие как Земля, чрезвычайно плотные, но некоторые планеты значительно менее плотные. Единственное объяснение состоит в том, что такие планеты состоят из более легких материалов, таких как вода.

Хотя 70 процентов поверхности Земли покрыто водой, наша планета тем не менее считается « сухой ». Несмотря на площадь поверхности, вода составляет всего 1 процент от массы планеты, в то время как планета с океаном больше походила бы на ту, которую знаменито изобразил Interstellar . В беседе с Insitut de Recherche Sur Les Exoplanètes Кадье отметил, что TOI-1452 b, скорее всего, является океанской планетой, потому что « ее радиус и масса предполагают гораздо более низкую плотность, чем можно было бы ожидать для планеты, которая в основном состоит из состоит из металла и камня, как Земля . »

Следующим шагом будет попытка сделать прямые снимки новой экзопланеты, чтобы подтвердить ее состав. Как редкая планета, расположенная в умеренной зоне и, вероятно, состоящая из воды, она представляет большой интерес для астрономов всего мира. Группа исследователей намерена найти время для наблюдения за экзопланетой TOI-1452 b с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, чтобы, как мы надеемся, обнаружить водный мир, не столь далекий от нашего.

Источник: Астрономический журнал, iREx

Это может звучать как фильм, но будущие войны могут вестись через космос

Читать Далее

Делиться

Твитнуть

Делиться

Эл. адрес

Похожие темы

• Технология
• Космос

Об авторе

Рэйчел Рочестер
(опубликовано 33 статьи)

Рэйчел Рочестер, доктор философии, автор NASA/SpaceX для Screen Rant.