Экзопланеты что это такое: Что такое экзопланеты и как ищут жизнь во Вселенной |

Содержание

Что такое экзопланеты и как ищут жизнь во Вселенной

Наша Галактика состоит из огромного количества звезд — не менее 100 млрд, включая Солнце. Если представить, что вокруг каждой звезды вращается минимум одна планета, то количество неоткрытых экзопланет представляется астрономическим. При этом ученые предполагают, что у каждой звезды есть своя система, в которую входит сразу несколько планет. В таком случае количество экзопланет внутри одного Млечного Пути может составлять триллионы.

Тысячи лет до нашего поколения люди догадывались о существовании планет за пределами Солнечной системы. Сейчас мы точно знаем, что экзопланеты существуют и их много, но все еще не можем добраться ни до одной из них. У ближайшей к Земле звезды — Проксима Центавры — есть минимум одна планета. Вероятно, это планета земного типа, и на ней может находиться вода. Но лететь до нее придется более четырех световых лет, при этом ученые пока не могут с точностью описать свойства планеты и сказать, подходит ли она для жизни. Остальные экзопланеты находятся на расстоянии сотен или тысяч световых лет от нас, и посетить их пока нет никакой возможности.

С момента открытия первой экзопланеты прошло почти 30 лет, но мы до сих пор не знаем о всем разнообразии существующих планет. Поэтому их деление скорее условно.

Газовые гиганты

В космосе встречаются газовые гиганты, наподобие Юпитера и Сатурна. Сейчас известно о 1367 экзопланетах такого типа. Самые известные из них:

51 Pegasi b — газовый гигант с атмосферной температурой более 1000 °C. Первая открытая планета из тех, что вращаются вокруг звезд солнечного типа.

Экзопланета 51 Pegasi b

(Фото: NASA)

KELT-9 b — cамая горячая известная экзопланета. Температура на дневной стороне может подниматься до 4600 °C. Находится на расстоянии 667 световых лет от Земли.

Экзопланета KELT-9 b (справа)

(Фото: NASA)

Нептунианские экзопланеты

Маленькие планеты с атмосферой, на которых преобладают водород и гелий. Открыто 1484 планеты, самые известные:

Kepler-1655 b — экзопланета, похожая на Нептун. Полный оборот вокруг звезды (то есть, один год) на Кеплере, проходит за 11,9 дней. Экзопланету открыли в 2018 году.

Экзопланета Kepler-1655 b

(Фото: NASA)

GJ 436 b — экзопланета, которая находится относительно близко к Земле: лететь до нее придется 32 года.

Экзопланета GJ 436 b

(Фото: NASA)

Суперземли

Экзопланеты из газа, горных пород и их комбинаций, которые в несколько раз больше Земли. Открыто 1346 планет, самые известные:

Barnard’s Star b — вторая самая близкая к Земле экзопланета, лететь до нее шесть лет. Планету открыли в 2018 году. Она в 3,2 раза больше нашей планеты. Звезда, вокруг которой вращается экзопланета, дает ей только 2% энергии, которую получает Земля от Солнца.

Экзопланета Barnard’s Star b

(Фото: NASA)

GJ 15 A b — экзопланета, которая вращается вокруг звезды красного карлика в 11 световых годах от Земли. В ее системе есть еще одна планета, что делает ее ближайшей к нам суперземлей со своей системой.

Экзопланета GJ 15 A b

(Фото: NASA)

Планеты земного типа

Скалистые тела, похожие на Землю, Марс или Венеру. Открыто 164 планеты, самые известные:

TRAPPIST-1 e — ее масса составляет 60% массы Земли, а год на планете длится 6,1 дня. Планету открыли в 2017 году.

Экзопланета TRAPPIST-1 e

(Фото: NASA)

TRAPPIST-1 d — как и Земля — третья планета от своей звезды. Скалистая планета с температурой поверхности около 2290 °C.

Экзопланета TRAPPIST-1 d

(Фото: NASA)

Экзопланеты / Хабр

Экзопланеты — это планеты, обращающиеся вокруг других звезд. Как только возникли идеи о том, что звезды ночного неба — это далекие солнца, стали рассуждать о возможности существования планет вокруг них и жизни на этих телах. Однако одно дело — рассуждать, а другое — обнаружить. Поскольку планеты гораздо легче звезд и излучают меньше света, открыть их очень и очень трудно. Несмотря на отдельные попытки, успех пришел только в конце XX века.

К концу 80-х годов сразу несколько методик наблюдения достигли нужной точности, и в начале 90-х экзопланеты начали открывать. Сейчас известно несколько тысяч планет, и их количество растет. Оказалось, что другие планетные системы и их члены могут существенно отличаться от того, что мы видим в нашей системе. Открылась бездна, экзопланет полна. И теперь надо разбираться, как все эти объекты устроены, как они сформировались, как они будут эволюционировать. Об этой, возможно, самой «живой» области астрофизики наш курс.

Как только люди стали догадываться, что звезды — это далекие солнца, появилась естественная идея: раз вокруг нашего Солнца крутятся планеты, значит, должны существовать планеты и вокруг других звезд. Сейчас именно такие планеты мы называем экзопланетами — extra solar planet (внесолнечные планеты). И в принципе люди давно начали думать, как можно открыть планеты у других звезд. Это трудно сделать по двум причинам: во-первых, сама планета маленькая, светит очень плохо и только отраженным светом, заметить ее трудно, еще труднее ее заметить, потому что она находится рядом с очень яркой звездой. Очень часто бывает так, что мы могли бы увидеть саму экзопланету, если бы она с точно таким же блеском была в пустом месте, но яркий свет очень близко находящейся звезды мешает нам это сделать.

Вопрос о том, какая экзопланета была открыта первой, достаточно сложный. На него просто нет четкого ответа. С одной стороны, мы можем сказать, что первая экзопланет вокруг звезды, в чем-то подобной Солнцу, была открыта в 1995 году — надежное открытие экзопланеты у звезды солнечного типа. Однако в 1992 году с помощью совершенно другой методики люди обнаружили несколько экзопланет, но не вокруг обычной звезды, а вокруг нейтронной звезды — радиопульсара. Кто-то считает, что начиная с этого момента можно отсчитывать экзопланетную историю, кто-то считает, что это все-таки совсем другие звери, потому что и звезда не похожа на Солнце, и планеты, скорее всего, образовались после вспышки сверхновой из того вещества, которое было выброшено сверхновой звездой. Но даже на этом история не заканчивается. В 1988 году появилось заявление группы астрономов о том, что они, возможно, открыли экзопланету, но точности наблюдения не хватало. И только спустя примерно 15 лет это открытие было подтверждено, когда счет планетам уже шел на многие десятки. Так что, с одной стороны, можно говорить, что в 1988 году была открыта первая экзопланета, но никакой уверенности не было. И на этом история не заканчивается. В 1989 году люди заявили о том, что они совершенно точно видят маломассивный спутник у нормальной звезды, подобной Солнцу. Но сложность в том, что нужно определить, что такое планета. Есть планеты, есть звезды, между ними есть еще один тип объектов, которые называют бурыми карликами — они тяжелее планет, но легче звезд, там идут термоядерные реакции, но это не реакции превращения водорода в гелий, которые позволяют нормальным звездам излучать много энергии. Так вот, до сих пор мы не знаем, является ли открытый в 1989 году объект очень тяжелой экзопланетой или очень легким бурым карликом. Так что история является довольно запутанной. Удивительно то, что в 1980–1990-е годы одновременно несколько методов позволили открывать экзопланеты. Довольно удивительное совпадение. Об этих разных методах и поговорим.

Первая надежная экзопланета у звезды типа Солнца была открыта таким способом: обычно, если мы подойдем к кому-нибудь на улице и спросим: «Что вокруг чего вращается: Земля вокруг Солнца или Солнце вокруг Земли?», если нам ответят: «Земля вокруг Солнца», мы кивнем, а если скажут: «Солнце вокруг Земли», мы будем показывать пальцем и смеяться, но мы можем нарваться на ответ, что и то и другое вращается вокруг общего центра масс. И это действительно правильный ответ! Мы часто не задумываемся над тем, что Земля притягивает нас, но мы притягиваем Землю с точно такой же силой. Просто Земля очень тяжелая, и мы, попрыгав, незначительно смещаем Землю, но если это повышает вашу самооценку, то, действительно, прыгая, вы немного смещаете Землю. Точно так же планета, вращаясь вокруг звезды, немного заставляет звезду двигаться, и это можно заметить. Люди это поняли довольно давно. Что хотелось наблюдать? Мы получаем спектр звезды с очень высокой точностью, мы видим спектральные линии, если звезда движется к нам, то все линии смещаются в синюю область спектра, если от нас, то в красную. Это в простейшем случае, когда есть звезда и есть одна планета или, если угодно, самая тяжелая. Если смотреть на Солнечную систему издали, то

Юпитер

больше влияет на Солнце, чем все другие планеты. Мы бы видели, что с периодом обращения Юпитера Солнце то приближается к далекому наблюдателю, то удаляется, и по строгой периодичности процесса мы смогли бы догадаться, что это действительно какой-то невидимый спутник, а не, например, пульсация Солнца или что-то еще. Так вот, нужно было научиться очень точно измерять эти скорости и, кроме того, делать это долгое время. В чем проблема со временем? Например, у вас есть часы, которые идут очень точно. Скажем, уходят за сутки меньше чем на одну секунду. Хорошо. Проходит год. Можете ли вы, не подводя часы, — например, вы сидите на необитаемом острове и никаких средств связи у вас нет — все равно точно определять время с точностью в одну секунду? Казалось бы, допустим, они у вас на секунду отстают. Прошел год. Вы 365 секунд отсчитали и опять думаете, что знаете время с точностью до секунды. Это совсем не так, поскольку могут быть какие-то неоднородности хода. Это не всегда ровно секунда за сутки. Тоже самое с измерением спектров. Наконец, в конце 1980-х годов люди научились решать эту проблему в 1995-м, именно таким способом была открыта первая экзопланета. Тогда люди измеряли скорости порядка 5–10 метров в секунду. По современным меркам это довольно много.

Второй способ открытия экзопланет. Представим, что в какой-то момент планета проходит точно между нами и звездой. Примерно так же, как, наблюдая

Солнце

, мы раз в довольно большое время видим, как Венера или Меркурий проходят по диску Солнца. Что при этом будет происходить? Мы не видим планеты, мы не видим никакого темного пятна на звезде, но мы видим, что блеск звезды немного уменьшился. Диск звезды яркий, а планета темная. Представим себе, что мы наблюдаем звезду и точно измеряем ее блеск. Мы не видим диска звезды, не видим никаких деталей, но, измеряя блеск с высокой точностью, мы видим, что вдруг блеск немного падает. Действительно немного — это может быть одна десятитысячная или несколько десятитысячных. Если это происходит периодически, то единственно разумная причина — это прохождение планеты по диску звезды. Такие планеты называют транзитными, а само явление — транзитом, и это очень хороший способ открытия экзопланет. Сложность состоит только в том, что нужно долго и очень точно измерять их блеск. И на Земле нам начинает мешать атмосфера. Поэтому такие наблюдения обычно проводят из космоса. Телескоп, который запускается в космос, может быть даже не очень крупным. Важно, что он может измерять блеск звезд с высокой точностью, потому что ему не мешает атмосфера. Именно таким способом спутник Kepler уже достаточно надежно открыл почти тысячу экзопланет. Есть несколько тысяч очень надежных кандидатов, из которых 90% с течением времени будет подтверждено. Сейчас это два основных способа открытия экзопланет, но есть еще несколько довольно интересных.

Третий способ связан с таким очень красивым явлением, как гравитационное линзирование. Все хорошие современные теории гравитации, включая общую теорию относительности, — это геометрические теории гравитации, там можно особенно наглядно объяснить этот эффект линзирования. Тяжелые тела искажают пространство вокруг себя, и это, изображая черные дыры, рисуют в виде такой ямы на плоскости, на которой нарисована прямоугольная сетка. Свет, двигаясь по такому пространству (прямо представим себе эту плоскость, по которой движется свет), почувствует эту яму, он будет отклоняться. Таким образом, любое тяжелое тело эффективно работает как собирающая линза, то есть если мы смотрим на какую-то далекую звезду, измеряем ее блеск, между нами и звездой пролетает любое массивное тело, другая звезда, нейтронная звезда, черная дыра — что хотите, то блеск звезды немного возрастет. Допустим, пролетает другая звезда, мы видим, что возрастает блеск звезды, и вдруг на кривой блеска мы видим еще один дополнительный «пичек», есть вторая маленькая линзочка. Таким способом открывают планеты, которые вращаются вокруг звезд. Та звезда, которая является линзой, обладая планетой, даст дополнительный «пичек». Это очень хороший способ регистрации планет, потому что таким образом можно регистрировать довольно далекие планеты. Смотрите, в чем проблема: если мы измеряем скорости или измеряем транзиты, нам нужно несколько попыток, чтобы убедиться, что эффект есть, что это не какие-то случайные пульсации звезды, не какое-то пятно появилось на звезде, как солнечные пятна, а процесс периодический. Наблюдая 5 лет, вы не можете открыть планету с периодом обращения 6 лет, а, наблюдая событие пролинзированием, вы сразу можете открыть планету, у которой период обращения вокруг звезды составляет годы или десятки лет, сколько хотите, поскольку этот метод никак не завязан на повторяемость, поэтому он хорошо дополняет первые два.

Следующий метод обнаружения экзопланет связан с наблюдениями каких-либо периодических процессов. Представьте, что у вас есть часы, они должны идти точно, а вы видите, что они периодически сбиваются. Если это механические часы, вы можете заподозрить, что внутри что-то лишнее, что-то мешается. Смазывали часы маслом, и туда попали хлебные крошки, и теперь шестеренки не так хорошо крутятся или у вас там завелись тараканы, которые периодически мешают шестеренкам двигаться. Точно так же, если есть какой-то периодический процесс в звездной системе, например есть двойная звезда (две звезды крутятся друг вокруг друга), и происходит затмение, блеск периодически меняется. Это должен быть очень строгий периодический процесс. Мы наблюдаем и видим, что иногда происходят сбои. Чем это объяснить? Каким-то лишним телом в системе. Вы можете промоделировать эту систему и определить массу этого лишнего, мешающегося тела. Если она оказывается планетной, значит, вы открыли планету. И таким способом открывают довольно необычные планеты. Например, есть такая планета, пульсар, вокруг него вращается

белый карлик

, а вокруг всей этой системы вращается планета, то есть по наблюдению пульсара удалось понять, что кроме невидимого белого карлика есть еще один лишний компонент — планета, которая крутится вокруг всей этой красивой пары.

Следующий способ. Вспомним о самом первом — об изменении скоростей. Итак, звезда совершает движение вокруг общего центра масс. Мы можем прямо увидеть это движение. Если мы очень точно измеряем координаты звезды, представьте себе изображение звезды и крестик, который точно измеряет ее положение. Померили сегодня, померили через полгода и увидели, что звезда сместилась. Померили еще через полгода, и еще, и еще — увидели, что это периодическое движение. Таким способом люди открывали невидимые спутники. Например, самый первый белый карлик, спутник самой яркой звезды ночного неба Сириуса, был открыт таким способом. Мы увидели, что Сириус движется и имеет невидимого компаньона, но белый карлик — тяжелый объект, он может иметь массу, равную половине массы Солнца или равную ей. Найти таким способом экзопланету трудно, но в принципе можно. Кстати, еще сотни лет назад люди заявляли, что они видят движение звезд соответствующим маленьким спутникам, потом, к сожалению, оказалось, что это было связано с какими-то неточностями наблюдений, с какими-то ошибками, но сейчас запущен спутник Гая, который специально предназначен для того, чтобы с очень высокой точностью измерять положение огромного количества звезд. Он не предназначен для поиска экзопланет, но нет никаких сомнений, что побочным результатом работы спутника Гая будет обнаружение порядка тысячи экзопланет.

Наконец, мы подобрались к самому понятному способу открытия экзопланет, как пишут средства массовой информации скупой журналистской строкой, — «астрономы увидели». Действительно, в некоторых случаях мы можем прямо увидеть экзопланету, но, прежде чем мы перейдем к этому, есть еще два способа, похожие на «увидеть». Мы можем не прямо увидеть, но выделить свет экзопланеты. Часто экзопланету довольно много излучают. Например, экзопланета может быть довольно близка к звезде и нагрета до высокой температуры или она только образовалась и продолжает сжиматься и у нее есть свой источник энергии. Тогда, имея событие вроде транзитов, мы будем видеть, что меняется суммарный блеск системы или планета будет иметь фазы, как, например, Венера, и мы будем видеть, что меняется суммарный блеск всей системы. Таким образом мы выделим лишний свет и сможем приписать его невидимой экзопланете. Похожий способ — это увидеть какие-то детали в спектре, несвойственные звездам. Они будут периодически двигаться, появляться, исчезать, и мы тоже можем их приписать экзопланете, тоже выделить ее свет.

И наконец, действительно последний, самый красивый способ — это получение прямых изображений. Сейчас есть несколько десятков хороших прямых изображений экзопланет, когда мы действительно видим эти объекты и в редких случаях прямо видим, как по мере наблюдений экзопланета смещается по своей орбите.

Таким образом, существует несколько красивых, в разной степени надежных способов открытия экзопланет, которые в целом прекрасно дополняют друг друга.

Сергей Попов — доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ГАИШ МГУ

Курс полностью

Что такое внесолнечные планеты?

Художественная иллюстрация WASP-18b, экзопланеты, масса которой примерно в десять раз больше массы Юпитера, расположенной примерно в 330 световых годах от Земли, вместе с оптическими и рентгеновскими данными в правом нижнем углу. Авторы и права: НАСА/Чандра.

На протяжении бесчисленных поколений люди смотрели в ночное небо и задавались вопросом, одиноки ли они во вселенной. С открытием других планет в нашей Солнечной системе, истинных размеров галактики Млечный Путь и других галактик за пределами нашей, этот вопрос только углубился и стал более глубоким.

И хотя астрономы и ученые уже давно подозревали, что у других звездных систем в нашей галактике и во Вселенной есть собственные планеты, вращающиеся вокруг них, только в последние несколько десятилетий они были обнаружены. Со временем методы обнаружения этих «внесолнечных планет» совершенствовались, и соответственно вырос список тех, чье существование было подтверждено (почти до 2000!) планета, которая вращается вокруг звезды (то есть является частью солнечной системы), отличной от нашей. Наша солнечная система — всего лишь одна из миллиардов, и у многих из них, скорее всего, есть собственная система планет. Еще в шестнадцатом веке астрономы выдвинули гипотезу о существовании внесолнечных планет.

Первое письменное упоминание было сделано итальянским философом Джордано Бруно, одним из первых сторонников теории Коперника. Помимо поддержки идеи о том, что Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца (гелиоцентризм), он выдвинул точку зрения, что неподвижные звезды подобны солнцу и также сопровождаются планетами.

В восемнадцатом веке Исаак Ньютон высказал аналогичное предположение в разделе «Общие схолии», завершающем его «Начала». Проводя сравнение с солнечными планетами, он писал: «И если неподвижные звезды являются центрами подобных систем, все они будут построены по одному и тому же замыслу и подчинятся владычеству Единого».

Со времен Ньютона делались различные утверждения, но научное сообщество отвергало их как ложноположительные. В 1980-х годах некоторые астрономы утверждали, что они идентифицировали несколько внесолнечных планет в близлежащих звездных системах, но смогли подтвердить их существование только спустя годы.

Первые открытия

Одной из причин, почему внесолнечные планеты так трудно обнаружить, является то, что они даже слабее, чем звезды, вокруг которых они вращаются. Кроме того, эти звезды излучают свет, который «вымывает» планеты, то есть скрывает их от прямого наблюдения. В результате первое открытие было сделано только в 1992 года, когда астрономы Александр Вольщан и Дейл Фрайл, используя обсерваторию Аресибо в Пуэрто-Рико, наблюдали несколько планет земной массы, вращающихся вокруг пульсара PSR B1257+12.

Только в 1995 году было сделано первое подтверждение экзопланеты, вращающейся вокруг звезды главной последовательности. В данном случае наблюдаемой планетой была 51 Pegasi b, планета-гигант, находящаяся на четырехдневной орбите вокруг солнцеподобной звезды 51 Pegasi (примерно в 51 световом году от нашего Солнца).

Первоначально большинство обнаруженных планет были газовыми гигантами, похожими на Юпитер или больше его, что привело к появлению термина «Супер-Юпитер». Эти открытия вовсе не предполагают, что газовые гиганты были более распространены, чем каменистые (т.

Миссия «Кеплер»

Космическая обсерватория «Кеплер», названная в честь астронома эпохи Возрождения Иоганна Кеплера, была запущена НАСА 7 марта 2009 года с целью обнаружения похожих на Землю планет, вращающихся вокруг других звезд. В рамках программы NASA Discovery, серии относительно недорогих проектов, ориентированных на научные исследования, миссия Кеплера состоит в том, чтобы исследовать часть нашей области Млечного Пути, чтобы найти доказательства внесолнечных планет и оценить, сколько звезд в нашей галактике имеют планетарные системы.

Полагаясь на транзитный метод обнаружения (см. ниже), единственным инструментом Кеплера является фотометр, который постоянно отслеживает яркость более 145 000 звезд главной последовательности в фиксированном поле зрения. Эти данные передаются обратно на Землю, где ученые анализируют их для поиска любых признаков периодического затемнения, вызванного транзитом (прохождением) внесолнечных планет перед их звездой-хозяином.

Список потенциально обитаемых экзопланет, обнаруженных на данный момент в нашей Вселенной. Кредит: phl.upl.edu

По состоянию на январь 2015 года Кеплер и его последующие наблюдения обнаружили 1013 подтвержденных экзопланет примерно в 440 звездных системах, а также еще 3199 неподтвержденных планет-кандидатов. В ноябре 2013 года астрономы сообщили, основываясь на данных космической миссии «Кеплер», что в обитаемых зонах солнцеподобных звезд и красных карликов внутри Млечного Пути может находиться до 40 миллиардов планет размером с Землю. Подсчитано, что 11 миллиардов таких планет могут вращаться вокруг солнцеподобных звезд.

Первоначальный запланированный срок службы миссии Кеплер составлял 3,5 года, но результаты, превышающие ожидаемые, привели к продлению миссии. В 2012 году ожидалось, что миссия продлится до 2016 года, но это изменилось из-за отказа одного из реактивных колес космического корабля, которые используются для наведения космического корабля. 11 мая 2013 г. отказало второе из четырех реактивных колес, что отключило сбор научных данных и поставило под угрозу продолжение миссии.

15 августа 2013 года НАСА объявило, что они отказались от попыток починить два вышедших из строя реактивных колеса и соответствующим образом изменили миссию. Вместо того, чтобы отказаться от Кеплера, НАСА предложило изменить миссию на использование Кеплера для обнаружения обитаемых планет вокруг меньших, более тусклых красных карликов. Это предложение, получившее название К2 «Второй свет», было одобрено 16 мая 2014 г.

Обитаемые планеты

Открытие экзопланет также усилило интерес к поиску внеземной жизни, особенно тех, которые вращаются в обитаемой зоне родительской звезды. Также известная как «зона Златовласки», это область Солнечной системы, где условия достаточно теплые (но не слишком теплые), чтобы на поверхности планеты могла существовать жидкая вода (и, следовательно, жизнь).

Первой планетой, на которой Кеплер подтвердил, что ее среднее орбитальное расстояние находится в пределах обитаемой зоны звезды, была Kepler-22b. Эта планета расположена примерно в 600 световых годах от Земли в созвездии Лебедя и впервые была замечена 12 мая 2009 года., а затем подтверждено 5 декабря 2011 года. На основании всех полученных данных ученые полагают, что этот мир примерно в 2,4 раза больше радиуса Земли и, вероятно, покрыт океанами или имеет жидкую или газообразную внешнюю оболочку.

До запуска Кеплера подавляющее большинство подтвержденных экзопланет относились к категории размером с Юпитер или больше. Однако по состоянию на март 2014 года Кеплер определил более 2900 планет-кандидатов, многие из которых относятся к категориям размера Земли или «Суперземли». Многие из них расположены в обитаемой зоне своих родительских звезд, а некоторые даже вокруг солнцеподобных звезд.

Методы обнаружения

В то время как некоторые экзопланеты наблюдались непосредственно в телескопы (процесс, известный как «Прямая визуализация»), подавляющее большинство было обнаружено косвенными методами, такими как метод транзита и метод лучевой скорости.

В случае транзитного метода планета наблюдается при пересечении пути (т.е. транзите) перед диском своей родительской звезды. Когда это происходит, наблюдаемая яркость звезды немного падает, что можно измерить и использовать для определения размера планеты.

Метод транзита показывает радиус планеты и имеет то преимущество, что иногда позволяет исследовать атмосферу планеты с помощью спектроскопии. Однако он также страдает от значительного количества ложных срабатываний и обычно требует, чтобы часть орбиты планеты пересекала линию прямой видимости между звездой-хозяином и Землей.

В результате обычно считается необходимым подтверждение другим методом. Тем не менее, он остается наиболее широко используемым средством обнаружения и отвечает за большее количество открытий экзопланет, чем все другие методы вместе взятые. Телескоп Кеплер использует этот метод (см. выше).

Метод лучевой скорости (или метод Доплера) включает измерение лучевой скорости звезды, то есть скорости, с которой она движется к Земле или от нее. Это один из способов обнаружения планет, потому что, когда планеты вращаются вокруг звезды, они оказывают гравитационное влияние, которое заставляет саму звезду двигаться по своей собственной малой орбите вокруг центра масс системы.

Диаграмма, показывающая обитаемую зону Солнечной системы (верхний ряд) и в системе Gliese 581 (нижний ряд), основанная на работе Франка Селсиса, Univ. Бордо. 1 кредит

Преимущество этого метода в том, что он применим к звездам с широким диапазоном характеристик. Однако одним из его недостатков является то, что он не может определить истинную массу планеты, а может только установить нижний предел этой массы. Это второй по эффективности метод, используемый охотниками за экзопланетами.

Другие методы включают изменение времени прохождения (TTV) и гравитационное микролинзирование. Первый основан на измерении изменений времени прохождения одной планеты, чтобы определить существование других. Этот метод эффективен при определении существования нескольких транзитных планет в одной системе, но требует, чтобы существование хотя бы одной уже было подтверждено.

В другом варианте метода определение времени затмений затменной двойной звезды может выявить внешнюю планету, которая вращается вокруг обеих звезд. По состоянию на август 2013 года с помощью этого метода было обнаружено несколько планет, в то время как было подтверждено гораздо больше.

Гистограмма, показывающая количество открытий планет по годам примерно за последние два десятилетия с разбивкой по методу обнаружения. Кредит: НАСА

Гравитационное микролинзирование относится к эффекту, который может иметь гравитационное поле звезды, действуя как линза, увеличивая свет удаленной фоновой звезды. Планеты, вращающиеся вокруг этой звезды, могут вызывать заметные аномалии увеличения с течением времени, что указывает на их присутствие. Этот метод эффективен при обнаружении звезд, которые имеют более широкие орбиты (1-10 а.е.) от солнцеподобных звезд.

Существуют и другие методы, которые — по отдельности или в комбинации — позволили обнаружить и подтвердить наличие тысяч планет. По состоянию на май 2015 года было подтверждено наличие 1921 планеты в 1214 планетных системах, а также 482 множественных планетных систем.

Будущие миссии

С завершением миссии Кеплера и множеством открытий, сделанных за короткий период времени, НАСА и другие федеральные космические агентства планируют продолжить охоту за внесолнечными планетами. Предлагаемые миссии НАСА, которые продолжатся с того места, где остановился Кеплер, включают транзитный спутник для исследования экзопланет (TESS), который планируется запустить где-то в 2017 году, и космический телескоп Джеймса Уэбба, который должен быть развернут в октябре 2018 года.0003

Кроме того, Европейское космическое агентство (ЕКА) надеется продолжить нанесение на карту значительной части Галактики Млечный Путь (включая экзопланеты) с помощью своего космического корабля Gaia, который начал работу в 2013 году. Космическая обсерватория Гершеля и миссия ЕКА с с участием НАСА, работает с 2009 года и, как ожидается, также сделает много интересных открытий в ближайшие годы.

Экзопланета Beta Pictoris b, которую наблюдали прямым обнаружением в 2009 году.. 1 кредит

Источник:
Вселенная сегодня

Цитата :
Что такое внесолнечные планеты? (2015, 25 мая)
получено 17 ноября 2022 г.
с https://phys.org/news/2015-05-extrasolar-planets. html

Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

Экзопланеты Факты для детей

Экзопланеты — это планеты, такие же, как планеты Солнечной системы, такие как Земля, Венера или Юпитер. Разница лишь в том, что они вращаются не вокруг нашего Солнца, а вокруг других звезд.

Основные факты и резюме

Экзопланеты очень важны для астрономов, поскольку некоторые из них очень похожи на нашу Землю, и вполне возможно, что на них может быть жизнь, или они могли бы стать подходящим новым домом для нас в космосе. будущее.
Трудно найти экзопланеты, поскольку они не сияют, как звезды; однако каждый раз, когда мы смотрим на звезду, мы можем просто обнаружить какие-то экзопланеты, вращающиеся вокруг них.
Некоторые типы экзопланет похожи на Землю или больше и называются планетами Суперземли. Другие экзопланеты, более газообразные, больше похожи на газовых гигантов нашей Солнечной системы, таких как Юпитер или Сатурн. Другие экзопланеты могут быть похожи на Нептун или Уран, ледяные гиганты нашей Солнечной системы.
Мы знаем об экзопланетах, планетах, вращающихся вокруг других звезд, с 1917 года. Однако ученые в то время их не признавали.
Самые интересные экзопланеты находятся в обитаемой зоне. Обитаемая зона — это область, не слишком близкая или не слишком далекая от звезды, где может присутствовать вода.
Если вы посмотрите в небо, то увидите тысячи звезд, но там столько же экзопланет. В настоящее время обнаружено более 4000 экзопланет.
У некоторых космических кораблей есть только одна миссия — поиск экзопланет. Например, космический корабль НАСА «Кеплер» является одним из таких кораблей, которому поручено искать экзопланеты.
Существуют и другие типы планет, известные как планеты-изгои. Эти планеты не вращаются вокруг звезды, как это делают планеты в нашей Солнечной системе.
Планеты-изгои дрейфуют в космос, и, вероятно, они были выброшены из своей системы в результате столкновений.
Было обнаружено более 3000 систем, подобных нашей Солнечной системе, и их гораздо больше!

Экзопланеты являются одними из самых популярных небесных объектов в небе, поскольку они могут содержать жизнь или условия, подобные нашей Земле. Многие астрономы занимаются поиском таких планет!

Эти планеты похожи на те, что есть в нашей Солнечной системе. Они могут быть такими же, как наша Земля, Марс, Сатурн или Нептун! Давайте узнаем больше об экзопланетах!

Что такое экзопланета?

Экзопланета — небесный объект, планета, но вращающаяся не вокруг нашего Солнца, а вокруг другой звезды. Они могут выглядеть точно так же, как наша Земля или другие планеты Солнечной системы, но также могут сильно отличаться.

Некоторые экзопланеты даже больше Юпитера, который является самой большой планетой в нашей Солнечной системе. Вероятно, самые интересные экзопланеты — это суперземли, которые являются планетами земной группы, такими же, как наша Земля, но они в несколько раз больше!

Только представьте, что вы находитесь на планете, похожей на нашу Землю, только в пять или более раз больше! Кто знает, сколько вещей существовало бы там, а если бы существовала жизнь, представляете, сколько вещей вы могли бы там найти? Сколько разных форм жизни могло там развиться? Или сколько может быть продуктов и вкусов мороженого?

Какая ближайшая экзопланета?

Ближайшая к нашей Земле экзопланета — это экзопланета, вращающаяся вокруг звезды Проксима Центавра, расположенная всего в 4,2 световых годах от Земли.

Он вращается в обитаемой зоне своей звезды, и вокруг Проксимы Центавра вращается более одной планеты. Насколько нам известно, эта экзопланета немного больше Земли.

Забавные детские факты об экзопланетах

— В более чем 700 звездных системах есть более одной экзопланеты.

— Первая обнаруженная экзопланета, обращающаяся вокруг звезды, очень похожей на наше Солнце, — это экзопланета 51 Пегаса b.

— Первая экзопланета, идентичная Земле, была обнаружена в 2014 году. Она известна как Kepler 186f.

— Астрономы считают, что в нашей галактике Млечный Путь насчитывается более 1 миллиарда экзопланет.

— Луны, наблюдаемые вокруг экзопланет, известны как экзолуны.

— Планеты, похожие по размеру на нашу Землю, относительно распространены. Около 22% солнцеподобных звезд имеют планеты размером с Землю в своих обитаемых зонах.

Размер и сравнение

Самая маленькая из когда-либо обнаруженных экзопланет — Kepler-37b. По размеру она похожа на нашу Луну; таким образом, он меньше планеты Меркурий, которая является самой маленькой планетой в нашей Солнечной системе.

Самая большая из известных в настоящее время экзопланет — HAT-P-67 b. Эта экзопланета — газовый гигант, как и Юпитер; однако он почти в два раза больше. Юпитер, например, более чем в 11 раз больше Земли. Это означает, что HAT-P-67 b более чем в 22 раза больше Земли.

Сколько экзопланет было найдено?

Экзопланеты почти так же распространены, как звезды, но их сложно наблюдать. В настоящее время в нашем Млечном Пути обнаружено более 4000 экзопланет, но в нашей галактике может быть до 1 миллиарда экзопланет.

Является ли Плутон экзопланетой?

Плутон не экзопланета; это карликовая планета. Ее нельзя считать экзопланетой, поскольку она вращается вокруг нашего Солнца, а не какой-либо другой звезды. Долгое время Плутон считался планетой, как и Земля; однако ученые пересмотрели определение планеты. После того, как было обнаружено несколько других карликовых планет, Плутон был переведен из статуса планеты в статус карликовой планеты.

Что такое планеты-изгои?

Любая планета может стать планетой-изгоем. Планета-изгой — это планета, которая не вращается вокруг звезды. Планеты-изгои каким-то образом были выброшены из своей звездной системы, и они бесцельно парят в космосе.

Планеты могут стать планетами-изгоями, если они столкнутся или их звезда умрет. Такие события выталкивают планеты из их звездной системы в бесконечное путешествие по космосу.

Что означает существование экзопланеты в обитаемой зоне?

Экзопланеты, расположенные в обитаемых зонах своих родительских звезд, очень важны. Это связано с тем, что определенные аспекты, такие как правильная температура и вероятное существование воды, необходимы для жизни.

Вокруг каждой звезды есть обитаемая зона, но не все планеты расположены в этой области. Вот почему экзопланеты, расположенные в обитаемых зонах своей родительской звезды, так важны, это единственный регион, где может расцвести жизнь.

Exoplanets Notes

— Экзопланеты — это планеты, которые вращаются вокруг других звезд, а не нашей звезды, Солнца.

— Существует бесчисленное множество экзопланет, но их трудно обнаружить. Наиболее сложными для обнаружения экзопланетами являются планеты-изгои, поскольку они не вращаются вокруг ярких небесных объектов, таких как звезды.

— Плутон не экзопланета, так как он вращается вокруг нашего Солнца. Плутон — карликовая планета.

— Экзопланеты очень важны для нас, поскольку на них может быть жизнь, или они могут иметь достаточно подходящие условия, чтобы однажды мы могли их заселить.

— Наиболее важными экзопланетами являются те, которые расположены в обитаемых зонах своей звезды. Это связано с тем, что на их поверхности может существовать вода. Вода – важнейший элемент, необходимый для жизни.

Википедия
НАСА
Экзопланета
Eso.org

Источники изображений:

https://scx2.b-cdn.net/gfx/news/hires/2018/waterworldsa.jpg
https://www.esa.int/var/esa/storage/images/esa_multimedia/images/2014/02/searching_for_exoplanetary_systems/14282304-1-eng-GB/Searching_for_exoplanetary_systems_pillars.