Экзопланет фото: Получено фото двух экзопланет

Содержание

экзопланеты | ПРЕСС-ЦЕНТР ИКИ РАН

Форма поиска

Поиск

14
Сен
2020

Подборка новостей и материалов, упоминающих ИКИ РАН в средствах массовой информации 07.09.2020 — 14.09.2020.

Подробнее о Итоги недели 07.09.2020 — 14.09.2020

Теги:

11
Сен
2020

Описание проекта «Теоретические и экспериментальные исследования формирования и эволюции внесолнечных планетных систем и характеристик экзопланет», победившего в конкурсе на получение гранта в форме субсидий на проведение крупных научных проектов по приоритетным направлениям научно-технологического развития.

Подробнее о Исследования экзопланет — в числе приоритетных направлений научно-технологического развития

Теги:

Лев Зеленый|экзопланеты|гранты

5
Авг
2020

Проект «Теоретические и экспериментальные исследования формирования и эволюции внесолнечных планетных систем и характеристик экзопланет», подготовленный ИКИ РАН в кооперации с десятью институтами и вузами, вошел в число победителей конкурса грантов на проведение крупных научных проектов по приоритетным направлениям научно-технологического развития. Итоги конкурса были подведены Министерством науки и высшего образования РФ в конце июля 2020 г.

Подробнее о Проект ИКИ РАН — в числе победителей конкурса грантов крупных научных проектов по приоритетным направлениям научно-технологического развития

Теги:

экзопланеты|гранты

21
Июл
2020

Подборка новостей и материалов, упоминающих ИКИ РАН в средствах массовой информации 13.07.2020 — 20.07.2020.

Подробнее о Итоги недели 13.07.2020 — 20.07.2020

Теги:

До сих пор людям известна единственная планета, на которой есть жизнь, — наша Земля. Земная биосфера демонстрирует широчайшее разнообразие флоры и фауны, жизнь проникла во все уголки планеты.

Так было не всегда. Миллиарды лет назад Земля была безжизненной, пустынной и неуютной. Но однажды жизнь на нашей планете все-таки появилась. Может ли это произойти в других звёздных системах? Какими могут быть планеты и их звезды, чтобы сделать возможным появлением жизни? Об этом рассказывают сотрудники ИКИ РАН Владислава Ананьева, Андрей Садовский и Лев Зелёный.

Фильм создан в 2020 г.

Теги:

13
Июл
2020

Радиационная обстановка по меньшей мере на четырех экзопланетах, пригодных для жизни, не намного хуже, чем на Земле, как свидетельствуют данные орбитальной обсерватории «Спектр-РГ».

Подробнее о СРГ/еРОЗИТА помогает исследовать планеты у других звезд

Теги:

2
Мар
2020

Подборка новостей и материалов, упоминающих ИКИ РАН в средствах массовой информации 24. 02.2020 — 02.03.2020.

Подробнее о Итоги недели 24.02.2020 — 02.03.2020

Теги:

10
Окт
2019

Нобелевская премии по физике 2019 года присуждена «за открытие первой экзопланеты вокруг звезды, подобной Солнцу». Сегодня ученым известно о более чем 3500 экзопланетах — планет в других звездных системах. Когда экзопланеты были обнаружены впервые? Какие они, и как образуются у других звезд? Что такое «суперземли» и «субнептуны»? Это и многое другое в фильме «Планеты у других звезд. Наши разные соседи», созданном в ИКИ РАН.

Подробнее о Планеты у других звёзд: наши разные соседи

Теги:

9
Окт
2019

8 октября 2019 г. в ИКИ РАН успешно прошла работа секция «Экзопланеты», организованная в рамках десятого Московского международного симпозиума по исследованиям Солнечной системы. Работа секции началась спустя считанные часы после объявления имен нобелевских лауреатов по физике за 2019 год. Дидье Кело (Didier Queloz, университет Женевы, Швейцария, и Кембриджский университет, Великобритания) и Мишель Майор (Michel Mayor, университет Женевы) удостоены Нобелевской премии за открытие в 1995 году первой экзопланеты на орбите солнцеподобной звезды — 51 Пегаса b. Вспоминая об открытии 1995 года и о его значении для исследования планет в других звездных системах, докладчики посвятили свои выступления сегодняшним и будущим исследованиям экзопланет. Видеозапись секции выложена на канале YouTube ИКИ РАН.

Подробнее о Экзопланеты под знаком Нобеля

Теги:

В настоящее время ученым известно о более чем 3500 экзопланетах — планет в других звездных системах.

Когда экзопланеты были обнаружены впервые? Какие они, и как образуются у других звезд? Что такое «суперземли» и «субнептуны»? Это и многое другое в фильме «Планеты у других звезд. Наши разные соседи».

Подробнее о Планеты у других звёзд: наши разные соседи

Теги:

Владислава Ананьева|Александр Тавров|Валерий Шематович|Сергей Попов|экзопланеты

Страницы

1
2
3
следующая ›
последняя »

Что это такое, сколько лететь

Телескоп Subaru: доклад по астрономии для взрослых

3 июня миру был представлен результат недавних открытий орбитального телескопа Subaru. Группа учёных из 50 человек во главе с японскими астрофизиками Хироки Харакавой и Такуя Такарадой сообщила об открытии новой гигантской экзопланеты Ross 508 b со скалистым ландшафтом. Это так называемая супер-Земля. Там жарче, чем на Земле, вероятно, там есть вода, скорее всего, она пригодна и для жизни. Но нужно получше изучить атмосферу, которая пока под вопросом.

В мире немало мощных телескопов, которые ежедневно работают над тысячами различных задач по изучению космоса. Одних только обсерваторий, наблюдающих за экзопланетами (стационарных и мобильных, наземных и на бортах зондов), десятки и сотни. К примеру, недавно благодаря телескопу ALMA учёный мир узнал об образовавшемся вокруг экзопланеты SR 12c протопланетном диске, потенциальном хранилище аминокислот и других важных элементов. Телескоп VLT изучает процессы разрушения протопланетных дисков. Европейский космический телескоп CHEOPS, работающий на солнечно-синхронной орбите высотой около 700 километров, находит новые экзопланеты транзитным методом, то есть путём наблюдения за траекторией движения планеты на фоне звезды, к системе которой она относится.

Телескоп NASA «Джеймс Уэбб» в точке Лагранжа L2 системы Солнце – Земля и вовсе «с риском для жизни» (на днях в него влетел микрометеорит) исследует нюансы образования самых первых звёзд и галактик. У каждого телескопа свои возможности и задачи, и невозможно создать такой универсальный телескоп, который заменил бы все остальные.

Телескоп Subaru. Фото © Wikipedia

Телескоп Subaru был запущен в эксплуатацию в 1999 году, и на его открытие даже приехала принцесса Саяко, единственная дочь 125-го императора Японии Акихито. Subaru — национальная гордость Страны восходящего солнца и очень практичная «машинка» для обнаружения экзопланет. С помощью Subaru можно установить с малой погрешностью размер планеты, а также сделать подробный анализ её атмосферы. За умение наблюдать широким спектром Subaru ещё называют «зодиаком» — в честь пояса на небесной сфере вдоль эклиптики, на котором располагаются все известные объекты в Галактике.

Звёздный вампир: Астрономы нашли в космосе звёзды-дезертиры, сигналы с которых тревожат учёных

Теория Большого взрыва

Этот телескоп работает на оптическом и инфракрасном спектре. Его диаметр составляет 8,2 м, угловое разрешение — 0,23″, эффективная площадь — 53 кв. м (плюс-минус один метр), фокусное расстояние — 15 м. На Subaru стоит одно из самых больших монолитных зеркал в мире (лишь незначительно уступает большому бинокулярному телескопу LBT, зато превосходит по данному параметру Very Large Telescope). Благодаря Subaru японцы сделали самый чёткий в истории астрофизики снимок туманности Андромеды. С его же помощью выяснили природу красных галактик, и оказалось, что это переходная фаза между совсем молодыми галактиками и более старыми.

Телескоп Subaru. Фото © Wikipedia

Не так давно всего за десять месяцев Subaru помог открытию 1824 «кандидатов в сверхновые», причём самых разных типов. Наконец, Subaru в коллаборации с телескопом VISTA, британским инфракрасным телескопом и телескопом NASA «Спитцер» обнаружил самую удалённую от нас галактику из всех до сих пор открытых, расстояние составляет 13,5 млрд световых лет. Но сегодня речь о более близких космических объектах, представляющих тем не менее особый интерес для науки. Большая часть из них так или иначе связана с теорией Большого взрыва, в рамках которой, как предполагают учёные, образовались миллиарды отдельных миров.

Космический зодиак: Новые данные телескопа «Кеплер» встревожили учёных неожиданными подробностями

Экзопланеты, пригодные для жизни

Казалось бы, экзопланеты, то есть планеты вне Солнечной системы, открывают ежедневно. По состоянию на апрель 2022 года известно о 5002 экзопланетах в 3688 планетных системах. Если в 1992 году их фиксация была чем-то беспрецедентным, то сегодня это часть научной рутины. Однако нельзя забывать, что именно они открыли учёным глаза на уникальность любой планетной системы. В феврале 2020 года российский учёный из Института космических исследований РАН Анатолий Петрукович отметил в своём интервью, что раньше человечество и не подозревало, что, по сути, у каждой звезды есть своя планета.

Тем не менее экзопланеты с потенциально пригодными для жизни условиями по пальцам можно пересчитать.Среди них — Проксима Центавра b, Глизе 581 c, Тау Кита е, Kepler-438 b, Wolf 1061c. Это штучный товар, и прибавление в этом списке всегда кстати. В этом свете новое открытие японских учёных, сделанное в этом году, приобретает особую важность. Начнём с того, что экзопланеты открывать не так-то просто — они всё равно что пылинки на фоне горящих гигантских лампочек в виде звёзд. Ross 508 b открыли в ходе долгого спектрометрического наблюдения за красным карликом Ross 508 с помощью прибора InfraRed Doppler на телескопе Subaru.

Взгляд художника на планету. Фото © Wikipedia

Куда улетели «Вояджер-1» и «Вояджер-2»

Экзопланета Ross 508 b расположена на расстоянии 36,5 светового года от Солнца, её масса составляет 0,177 массы Солнца, или 4 массы Земли, а радиус — 0,211 радиуса Солнца. При этом год на ней длится 10 759 земных дней, из-за чего там жарче, чем на Земле. Ландшафт там преимущественно скалистый. По ряду параметров Ross 508 b, которую также называют «супер-Землёй» (массивнее Земли, полегче Нептуна), вписывается в концепцию галактической зоны обитаемости (GHZ), предложенной в 1995 году учёным Гильермо Гонсалесом. Эта зона потенциально интересна как с точки зрения поиска внеземной жизни, так и в качестве территории, пригодной для земной колонизации. В Млечном Пути «обитаемая зона» расположена в регионе от 7 до 9 килопарсек от центра Галактики. Для сравнения: по состоянию на апрель 2022 года «Вояджер-1» находился на расстоянии 0,000756 парсека, или 0,000000756 килопарсека. Именно на этом сопоставлении данных становится понятно, насколько пока велики у человечества шансы наткнуться на что-нибудь интересное.

Возможна ли жизнь на других планетах?

Экзопланета – газовый гигант класса II с водными облаками. Фото © Wikipedia

Экзопланета Ross 508 b находится у внутреннего края зоны обитаемости. Говоря проще, условия там вполне пригодны для существования потенциальной жизни. После Проксимы b это вторая по близости к нам землеподобная планета с умеренным климатом. Человек, не обременённый скафандром и множеством систем жизнеобеспечения, там не выживет, но вот интересные формы внеземной жизни зародиться могут. Опять же, не факт, что это какие-то антропоморфные гуманоиды, это могут быть формы, выходящие из ряда вон, находящиеся вне человеческого представления о привычных формах жизни.

Какие на сегодняшний день есть этому подтверждения? Хироки Харакава и его коллеги зафиксировали на Ross 508 b косвенные признаки наличия органики, однако отметили, что экзопланету окружает мощное газовое поле и это пока на даёт возможность получить более точные сведения. Сейчас изучается внутренний состав Ross 508 b. Гипотетически он аналогичен земному, и сейчас собираются подключить космический телескоп TESS для получения новых данных. Одна из ближайших задач команды — изучить состав атмосферы Ross 508 b и механизм её эволюционного развития, далее — сопоставление всех данных с привлечением новых методов, после чего можно уже будет делать выводы о возможных формах жизни, которые либо уже населяют «супер-Землю», либо при определённых условиях зародятся там.

Чёрная дыра в центре Галактики: Новые снимки с телескопа горизонта событий не на шутку встревожили учёных

Фото © Wikipedia

Когда человечество долетит до экзопланет?

Управятся до конца столетия

Через 250–300 лет

Никогда

Евгений Самарин

Статьи
телескопы
Вселенная
Наука и Технологии

Комментариев: 0

Для комментирования авторизуйтесь!

Четыре жуткие планеты в Млечном Пути

Дожди из рубинов, вечный холод и кромешная тьма, ветры, дующие со сверхзвуковой скоростью. Иногда астрономы открывают в Галактике миры, условия на которых кажутся нам фантастическими. Но это только с точки зрения землян, потому что на нашей планете мы с такой физикой не сталкиваемся, ну или почти не сталкиваемся.

В этом материале поговорим о планетах и экзопланетах, на которых наблюдаются очень необычные и жуткие погодные условия.

1. COROT exo-3b

На расстоянии чуть больше 2500 световых лет от Земли находится экзопланета, которую ученые назвали COROT exo-3b, в честь космического телескопа COROT, открывшего ее в 2008 году в созвездии Орла.

Это один из самых удивительных миров в Галактике. Наблюдения показывают, что размер COROT exo-3b примерно такой же, как у Юпитера, но масса в 21,66 раз больше массы газового гиганта. Если данные верны, эту экзопланету можно считать самой плотной и массивной из всех известных на сегодняшний день экзопланет. По разным оценкам, средняя плотность CoRoT exo-3b составляет 26 400 кг/м3, что гораздо выше, чем плотность редкого металла осмия – 22 600 кг/м3. Такая высокая плотность достигается из-за чрезмерного сжатия вещества внутри объекта.

Фото: NASA / CoRoT-3 b в представлении художника

Сила притяжения на поверхности COROT exo-3b превышает земную более чем в 50 раз. Это значит, что человек, оказавшийся на этой экзопланете, будет весить в 50 раз больше, чем на Земле. Например, 80-килограммовый путешественник весил бы там 4 тонны. Путник ощутил бы такое давление, как если бы ему на грудь уселся слон, скелет человека моментально бы разрушился под собственной тяжестью. Напомним, что вес физического тела зависит от массы планеты: чем она больше, тем больше сила притяжения и больше вес тела.

[Статья по теме: Рассказываем об аппаратах, которые в будущем покинут Солнечную систему]

Небольшое пояснение. В последнее время ученые поднимают вопрос, считать COROT exo-3b экзопланетой или все же коричневым карликом — телом, которое по своим физическим характеристикам находится между планетой и звездой. Согласно некоторым определениям, принятым Международным астрономическим союзом, коричневыми карликами считаются объекты, массивнее Юпитера более чем в 13 раз. COROT exo-3b попадает под это определение. Но астрономические модели формирования планет предсказывают, что в космосе посредством аккреционных процессов могут появляться планеты с массой до 25–30 масс Юпитера. В каталогах NASA COROT exo-3b относят к экзопланетам.

2. OGLE-2005-BLG-390L b

Эта экзопланета с непривлекательным названием вращается вокруг тусклого красного карлика, который по массе в пять раз меньше Солнца, от Земли ее отделяет 20 000–25 000 световых лет.

OGLE-2005-BLG-390L b расположена от своей холодной родительской звезды на расстоянии чуть больше 350 млн. км. Длинная вытянутая орбита и низкая температура родительской звезды указывают на то, что на поверхности экзопланеты должно быть неимоверно холодно. Модели показывают, что температура на OGLE-2005-BLG-390L b может достигать от −220°C до −240°C, это настоящий «морозильник», при таких условиях известная нам форма жизни вряд ли может существовать.

Фото: NASA / OGLE-2005-BLG-390L b в представлении художника

OGLE-2005-BLG-390L b — одна из самых холодных и далеких экзопланет, открытых учеными; ее относят к «суперземлям» — классу объектов, масса которых больше Земли, но меньше газовых гигантов.

Эту небольшую по размерам экзопланету удалось обнаружить, несмотря на то, что она находится на огромном расстоянии от родительского светила. В астрономии такие открытия редки ввиду технических причин и считаются настоящей удачей. Обычно ученые открывают миры, которые расположены достаточно близко от своих звезд.

3. HAT-P-7 b

На расстоянии в 1000 световых лет от Земли находится экзопланета, которую можно описать просто как «рубиновый ад». Речь о HAT-P-7 b.

Фото: NASA / HAT-P-7 b в представлении художника

Этот мир расположен достаточно близко к своей родительской звезде, повернут к ней всегда одной и той же стороной, поэтому на его поверхности очень жарко. На «солнечной стороне» экзопланеты температура может достигать 2500°C.

HAT-P-7 b в 16 раз больше Земли и относится к классу «горячих юпитеров». Это один из первых газовых гигантов, расположенных за пределами Солнечной системы, на котором удалось подтвердить существование погоды. Там наблюдаются весьма необычные метеорологические условия.

Облака HAT-P-7 b состоят из частичек расплавленного оксида алюминия (корунда) — соединения, которое составляет основу некоторых драгоценных камней, например, рубинов и сапфиров.

Такие облака появляются на терминаторе — границе между «дневной» и «ночной» стороной HAT-P-7 b, где температуры достаточно низки для конденсации сапфиров и рубинов из паров корунда. Мощные ветры переносят эти облака на «дневную-горячую» сторону, где корунд расплавляется, а после дождем выпадает на «ночной-холодной» стороне: в результате нижние слои атмосферы HAT-P-7b насыщаются «рубиновыми» и «сапфировыми» каплями.

Хотя ученые и знают о существовании такого «богатого ада», надеяться, что в ближайшем будущем драгоценности с HAT-P-7 b появятся на прилавках земных ювелирных магазинов, не стоит. Во-первых, лететь роботам туда не одну тысячу лет, во-вторых, условия на этой экзопланете пагубны для любой техники.

4. Нептун

А это наш родной Нептун, который расположен в Солнечной системе.

Фото: NASA / Нептун, снимок «Вояджера-2»

В атмосфере этой планеты бушуют одни из самых сильных ветров. Здесь дуют реактивные потоки ветра со скоростью около 2000 км/ч, что гораздо выше скорости звука.

Такие сильные потоки гипотетический человек, оказавшийся на этой планете, вряд ли может выдержать. Скорее всего, он будет разорван на части.

В 1989 году «Вояджер-2» запечатлел два явления в атмосфере Нептуна: Малое и Большое Темные Пятна.

По мнению ученых, эти объекты представляют собой антициклоны. Спустя пять лет телескоп «Хаббл» попытался сфотографировать эти пятна, однако оказалось, что они исчезли. Сейчас специалисты наблюдают за новым гигантским пятном в атмосфере Нептуна, которое появилось недавно — Северным Большим Темным Пятном. Получается, что срок жизни пятен Нептуна непродолжителен, в отличие от пятна Юпитера, которому уже сотни лет. Как возникают пятна на Нептуне, и почему их срок жизни так мал, ученые пока не знают.

Post Scriptum

Это не все известные планеты в Млечном Пути с убийственными погодными условиями. Вообще NASA иногда выпускает тематические списки, в которых рассказывает об очень странных экзопланетах. Например, там значится Kepler-70b — экзопланета, где царит настоящий ад; температура на ее поверхности превышает 7000°C. Еще в список входит самая «темная из всех известных экзопланет» TrES-2b — она чернее угля, любой известной планеты или спутника; отражает меньше 1% падающего от родительской звезды света, это гораздо меньше, чем отражает сажа или черная акриловая краска.

Материал перепечатан с нашего канала.

Читайте нас в соцсетях: Twitter, Facebook, Telegram

Смотрите нас на youtube. Следите за всем новым и интересным из мира науки на нашей страничке в Google Новости, читайте в Яндекс Дзен наши материалы, не опубликованные на сайте.

Нашли ошибку? Пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Телескоп

Джеймса Уэбба впервые получил прямое изображение экзопланеты

Живая наука поддерживается аудиторией. Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот почему вы можете доверять нам.

Экзопланета HIP 65426 b, полученная космическим телескопом Джеймса Уэбба: фиолетовый цвет — изображение инструмента NIRCam с длиной волны 3,00 микрометра, синий — с длиной волны 4,44 микрометра, а желтый и красный — изображение инструмента MIRI с длиной волны 11,4 микрометра и 15,5 микрометра соответственно. Маленькая белая звездочка на каждом изображении показывает главную звезду. Полосы на изображениях NIRCam — это артефакты оптики телескопа, а не объекты на сцене.
(Изображение предоставлено: NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), команда ERS 1386 и A. Pagan (STScI).)

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) сделал первое в истории изображение экзопланеты или планеты за пределами Солнечной системы .

Инфракрасные наблюдения телескопа за экзопланетой HIP 65426 b были раскрыты в четверг (1 сентября) в статье, размещенной в базе данных препринтов arXiv . Статья еще не прошла рецензирование, но обсуждалась в сообщении блога на веб-сайте НАСА (открывается в новой вкладке).

Молодая планета — «супер-Юпитер», то есть газовый гигант, масса которого превышает Юпитер — примерно в шесть-восемь раз массивнее. Он вращается вокруг звезды типа А, которая примерно в два раза больше Солнца и находится примерно в 349 световых годах от Земли в созвездии Центавра.

«Это важный момент по целому ряду причин», — сказал Live Science Ааринн Картер, ведущий автор и научный сотрудник Калифорнийского университета в Санта-Круз. «Во-первых, мы впервые получили изображение планеты с длиной волны более 5 микрон».

Микроны или микрометры — это то, как ученые измеряют длины волн света в электромагнитном спектре. Инфракрасный свет имеет длину волны больше, чем у видимого света , и усиление начинается с 0,75 микрон. В отличие от любого другого космического телескопа, JWST может охватывать диапазон от 0,6 до 28 микрометров. Для сравнения, космический телескоп Хаббла покрывает инфракрасный красный свет только до 2,5 микрон, в то время как наземные телескопы максимально охватывают 2,2 микрона. Таким образом, JWST дает астрономам гораздо более широкое представление об объектах, чем это было возможно ранее.

«Мы можем охватить все световые диапазоны длин волн этих объектов и получить жесткие ограничения на их светимость и, в свою очередь, другие свойства, такие как масса, температура и радиус», — сказал Картер. быть опубликованы в будущем, сказал он.

Астрономы наблюдали HIP 65426 b, используя семь фильтров, каждый из которых пропускает определенную длину волны инфракрасного света. Точность телескопа удивила их.

«Телескоп более чувствителен, чем мы ожидается, но он также очень стабилен», — сказал Картер. Работа Картера показала, что JWST достаточно мощен, чтобы обнаруживать экзопланеты меньшего размера, чем когда-либо визуализировались ранее.

«Раньше мы были ограничены обнаружением суперюпитеров, но теперь у нас есть потенциал для получения изображений объектов, подобных Урану и Нептуну, для подходящих целей», — сказал Картер.

Прямые изображения экзопланет затруднены, потому что планеты легко теряются в ярком свете звезды. JWST блокирует блики с помощью диска, называемого коронографом, как на камере ближнего инфракрасного излучения, так и на приборе среднего инфракрасного излучения. HIP 65426 b был первоначально обнаружен в июле 2017 года в коротких инфракрасных длинах волн света учеными с помощью Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории (VLT) в Чили и был выбран для проверки точности JWST и выяснения того, как чтобы лучше всего делать прямые изображения экзопланет в среднем инфракрасном свете.

«Мы выбрали эту звезду, так как знали, что у нее хорошо зарекомендовавшая себя планета, которая созрела для прямых изображений и, следовательно, была бы выдающейся первой целью для тестирования коронографов JWST», — Саша Хинкли, доцент кафедры физики. & Astronomy в Эксетерском университете и главный исследователь одной из 13 научных программ раннего выпуска JWST, рассказал Live Science. Научные программы раннего выпуска JWST в первые пять месяцев научной деятельности JWST предназначены для того, чтобы дать ученым немедленный доступ к ранним данным конкретных научных наблюдений.

СВЯЗАННЫЕ ИСТОРИИ

HIP 65426 b легче отличить от звезды-хозяина, потому что он находится в 100 раз дальше от звезды-хозяина, чем Земля от Солнца, но все же более чем в 10 000 раз слабее, чем звезда-хозяин (открывается в новой вкладке) в ближнем инфракрасном диапазоне.

«Это особенно захватывающее начало этой новой эры, связанной с захватом фотонов непосредственно из атмосфер экзопланет на совершенно новых длинах волн, которые должны длиться в течение следующих 20 лет или около того», — сказал Хинкли.

Первоначально опубликовано на Live Science.

Джейми Картер — независимый журналист и постоянный автор Live Science из Кардиффа, Великобритания. Он является автором программы «Наблюдение за звездами для начинающих» и лекций по астрономии и миру природы. Джейми регулярно пишет для Space.com, TechRadar.com, Forbes Science, журнала BBC Wildlife, Scientific American и многих других. Он редактирует WhenIsTheNextEclipse.com.

Гравитационный телескоп для съемки экзопланет

2 мая 2022 г.

Футуристический метод, концептуализированный стэнфордскими учеными, может позволить получить гораздо более продвинутые астрономические изображения, чем те, которые существуют сегодня.

Эмили Москал

С момента открытия первой экзопланеты в 1992 году астрономы обнаружили более 5000 планет, вращающихся вокруг других звезд. Но когда астрономы обнаруживают новую экзопланету, мы мало что о ней узнаем: мы знаем, что она существует, и некоторые ее особенности, но остальное остается загадкой.

Чтобы обойти физические ограничения телескопов, астрофизики Стэнфордского университета работают над новым концептуальным методом визуализации, который будет в 1000 раз более точным, чем самая мощная технология визуализации, используемая в настоящее время. Воспользовавшись искривляющим эффектом гравитации на пространство-время, называемым линзированием, ученые потенциально могут манипулировать этим явлением для создания изображений, намного более совершенных, чем те, которые существуют сегодня.

В статье, опубликованной 2 мая в The Astrophysical Journal , исследователи описывают способ управления солнечным гравитационным линзированием для наблюдения за планетами за пределами нашей Солнечной системы. Расположив телескоп, солнце и экзопланету на одной линии с солнцем посередине, ученые могли бы использовать гравитационное поле солнца для увеличения света от экзопланеты, когда она проходит мимо. В отличие от увеличительного стекла с изогнутой поверхностью, преломляющей свет, гравитационная линза имеет искривленное пространство-время, что позволяет отображать удаленные объекты.

«Мы хотим делать снимки планет, обращающихся вокруг других звезд, которые будут такими же качественными, как и снимки планет в нашей Солнечной системе», — сказал Брюс Макинтош, профессор физики Школы гуманитарных и естественных наук в Стэнфорд и заместитель директора Института астрофизики элементарных частиц и космологии им. Кавли (KIPAC). «С помощью этой технологии мы надеемся сделать снимок планеты на расстоянии 100 световых лет, который будет иметь такое же влияние, как снимок Земли, сделанный Аполлоном-8».

Загвоздка в настоящее время заключается в том, что предлагаемая ими техника потребует более совершенных космических путешествий, чем те, которые доступны в настоящее время. Тем не менее, перспективы этой концепции и то, что она может рассказать о других планетах, делают ее достойной дальнейшего рассмотрения и развития, говорят исследователи.

Пример реконструкции Земли с использованием светового кольца вокруг Солнца, проецируемого солнечной гравитационной линзой. Алгоритм, который позволяет эту реконструкцию, можно применить к экзопланетам для получения превосходных изображений. (Изображение предоставлено Александром Мадуровичем)

Преимущества искривления света

Гравитационное линзирование экспериментально не наблюдалось до 1919 года во время солнечного затмения. Поскольку луна заслоняла солнечный свет, ученые смогли увидеть звезды рядом с солнцем, смещенные от их известных положений. Это было недвусмысленным доказательством того, что гравитация может искривлять свет, и первым наблюдательным доказательством того, что теория относительности Эйнштейна верна. Позже, в 1979 году, фон Эшлеман, профессор Стэнфорда, опубликовал подробный отчет о том, как астрономы и космические корабли могут использовать солнечную гравитационную линзу. (Тем временем астрономы, в том числе многие из Стэнфордского KIPAC, теперь регулярно используют мощную гравитацию самых массивных галактик для изучения ранней эволюции Вселенной.)

Но только в 2020 году метод визуализации был подробно изучен для наблюдения за планетами. Слава Турышев из Лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института описал метод, при котором космический телескоп может использовать ракеты для сканирования лучей света от планеты, чтобы восстановить четкое изображение, но этот метод потребует много топлива и времени.

Видео, показывающее, как этот концептуальный метод визуализации экзопланеты сравнивается с существующей идеей визуализации. (Александр Мадурович)

Опираясь на работу Турышева, Александр Мадурович, аспирант KIPAC, изобрел новый метод, который может реконструировать поверхность планеты по одному изображению, снятому прямо на солнце. Захватывая кольцо света вокруг Солнца, образованное экзопланетой, алгоритм, разработанный Мадуровичем, может не искажать свет от кольца, обращая вспять изгиб от гравитационной линзы, которая превращает кольцо обратно в круглую планету.

Мадурович продемонстрировал свою работу, используя изображения вращающейся Земли, сделанные спутником DSCOVR, который находится между Землей и Солнцем. Затем он использовал компьютерную модель, чтобы увидеть, как будет выглядеть Земля, если смотреть сквозь искажающие эффекты гравитации Солнца. Применив свой алгоритм к наблюдениям, Мадурович смог восстановить изображения Земли и доказать правильность своих расчетов.

Чтобы получить изображение экзопланеты через солнечную гравитационную линзу, телескоп должен быть расположен как минимум в 14 раз дальше от Солнца, чем Плутон, за границей нашей Солнечной системы и дальше, чем люди когда-либо посылали космический корабль. Но расстояние между Солнцем и экзопланетой составляет ничтожную долю световых лет.

«Разгибая свет, преломляемый солнцем, можно создать изображение, намного превосходящее изображение обычного телескопа», — сказал Мадурович. «Итак, научный потенциал — это нераскрытая загадка, потому что он открывает новые возможности наблюдения, которых еще не существует».

Наблюдения за пределами Солнечной системы

В настоящее время, чтобы получить изображение экзопланеты с разрешением, описанным учеными, нам потребуется телескоп в 20 раз шире Земли. Используя гравитацию Солнца как телескоп, ученые могут использовать его как массивную естественную линзу. Телескопа размером с Хаббл в сочетании с солнечной гравитационной линзой было бы достаточно, чтобы сфотографировать экзопланеты с достаточной мощностью, чтобы запечатлеть мелкие детали на поверхности.

«Солнечная гравитационная линза открывает совершенно новое окно для наблюдения», — сказал Мадурович. «Это позволит исследовать подробную динамику атмосфер планет, а также распределение облаков и особенностей поверхности, которые у нас сейчас нет возможности исследовать».

Мадурович и Macintosh заявляют, что пройдет не менее 50 лет, прежде чем эта технология сможет быть развернута, а возможно, и дольше. Чтобы это было принято, нам понадобится более быстрый космический корабль, потому что с современными технологиями путешествие к линзе может занять 100 лет. Используя солнечные паруса или солнце в качестве гравитационной рогатки, время может сократиться до 20 или 40 лет. Макинтош сказал, что, несмотря на неопределенность временной шкалы, возможность увидеть, есть ли у некоторых экзопланет континенты или океаны, движет ими. Наличие любого из них является убедительным признаком того, что на далекой планете может быть жизнь.

«Это один из последних шагов к выяснению того, есть ли жизнь на других планетах», — сказал Макинтош. «Сфотографировав другую планету, вы могли бы посмотреть на нее и, возможно, увидеть зеленые участки, которые являются лесами, и голубые пятна, которые являются океанами — с этим было бы трудно утверждать, что на ней нет жизни».

Macintosh также является членом Stanford Bio-X. Исследование спонсировалось грантом НАСА NNX15AD95G, который опирается на координационную сеть Nexus for Exoplanet System Science (NExSS).

Чтобы читать все статьи о науке Стэнфорда, подпишитесь на выходящий раз в две недели журнал Stanford Science Digest.

Контакты для СМИ

Тейлор Кубота, Служба новостей Стэнфорда: (650) 724-7707; [email protected]

Что читать дальше:

Наука и технологии

Целевой контроль клеток

Новый метод побуждения клеток к созданию специфических белков может более точно определить, какие клетки производят белки и когда. Учитывая разнообразное предназначение белков в организме, это может привести к прогрессу в лечении и исследованиях, среди прочего.

Награды

Кэролин Бертоцци получает Нобелевскую премию по химии

Химик из Стэнфорда Кэролайн Бертоцци была удостоена Нобелевской премии по химии за разработку биоортогональных реакций, которые позволяют ученым исследовать клетки и отслеживать биологические процессы, не нарушая нормальную химию клетки.

НАСА публикует фотографии экзопланеты, масса которой в шесть-двенадцать раз больше массы Юпитера, с беспрецедентной детализацией.

НАСА опубликовало первое изображение HIP 65426 b, экзопланеты, масса которой в шесть-двенадцать раз превышает массу Юпитера.

Это первый случай, когда астрономы использовали космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА, чтобы получить прямое изображение планеты за пределами нашей Солнечной системы.

Изображение, видимое через четыре различных светофильтра, показывает, как мощный инфракрасный взгляд Уэбба может легко захватывать миры за пределами нашей Солнечной системы, указывая путь к будущим наблюдениям, которые откроют больше информации об экзопланетах, чем когда-либо прежде.

На этом изображении показана экзопланета HIP 65426 b в разных диапазонах инфракрасного света, видимая с космического телескопа Джеймса Уэбба. (Фото: NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), группа ERS 1386 и A. Pagan (STScI). ) Земля возрастом 4,5 миллиарда лет.

Экзопланета представляет собой газовый гигант , что означает, что она не имеет каменистой поверхности и не может быть обитаемой, по словам доцента физики и астрономии Эксетерского университета Саши Хинкли, которая проводила наблюдения с международными сотрудниками.

«Это переломный момент не только для Уэбба, но и для астрономии в целом, — сказал доктор Хинкли.

Что такое экзопланета?

Несколько первых экзопланет

1992 : Открыты первые экзопланеты — две твердые планеты, вращающиеся вокруг мертвой нейтронной звезды Pegasi b, газовый гигант размером примерно в половину Юпитера
2001 : Экзопланета обнаружена в «обитаемой зоне», где потенциально может существовать жизнь, какой мы ее знаем
2011 : Астрономы впервые составили карту облаков экзопланеты

90408: Обнаружена экзопланета размером с Землю в обитаемой зоне своей звезды

2016 : У нашего ближайшего звездного соседа, Проксимы Центавра, обнаружена, вероятно, скалистая планета размером с Землю.
Источник: НАСА

Все планеты в нашей Солнечной системе вращаются вокруг Солнца.

Экзопланета — это любая планета, которая вращается вокруг других звезд, кроме Солнца.

Как мы можем увидеть экзопланету?

Экзопланеты чрезвычайно трудно увидеть в телескопы, потому что они скрыты ярким светом звезд, вокруг которых они движутся.

Камера ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) и прибор среднего инфракрасного диапазона (MIRI) телескопа Уэбба оснащены коронографами, которые представляют собой наборы крошечных масок, блокирующих звездный свет, что позволяет делать прямые снимки некоторых экзопланет, таких как эта. .

Экзопланеты тоже очень далеко от нас. HIP 65426 b находится на расстоянии 385 световых лет от Земли в созвездии Центавра, одном из самых больших и ярких созвездий на южном небе.

Поскольку HIP 65426 b находится примерно в 100 раз дальше от своей родительской звезды, чем Земля от Солнца, она находится на достаточном расстоянии от звезды, поэтому телескоп Уэбба может легко отделить планету от звезды на изображении.

Это первая экзопланета, которую мы видели?

Нет, но это первое изображение экзопланеты, полученное космическим телескопом Джеймса Уэбба.

Первые экзопланеты были обнаружены в 1990-х годах с использованием менее передовых технологий. С тех пор были подтверждены тысячи планет за пределами нашей Солнечной системы.

На данный момент известно четыре различных типа экзопланет:

Газовый гигант (как HIP 65426 b): гигантская планета, состоящая в основном из газа
Похожая на Нептун Нептуна
Суперземля : потенциально каменистый мир, больший, чем Земля — они могут иметь или не иметь атмосферу
Земной : каменистый мир за пределами Солнечной системы — некоторые могут иметь океаны или атмосферы.

Открытие экзопланет раскрыло некоторые удивительные, а иногда и пугающие вещи о планетах в нашей Вселенной.