Содержание
Радиосигналы расскажут новые факты об экзопланетах
Исследователи Сибирского федерального университета совместно с коллегами из Австрии и Франции выяснили, может ли радиоизлучение уйти из магнитосферы планеты «Ипсилон Андромеды b», и представили новый метод получения нижней оценки массы горячих юпитеров.
Учёные провели математическое моделирование атмосферы массивной экзопланеты «Ипсилон Андромеды б» (в созвездии Андромеды). В особенности специалистов интересовало, при каких условиях вблизи планеты может генерироваться направленное радиоизлучение по принципу циклотронного мазера и может ли оно покинуть область своего источника и быть зарегистрированным на Земле. Чтобы ответить на эти вопросы, эксперты провели на основе полученной модели расчёты распределений физических параметров в атмосфере и ионосфере планеты и проверили физический критерий генерации радиоизлучения. Оказалось, что для возникновения и распространения данного радиоизлучения решающее значение имеет масса планеты, которая должна превышать некоторое пороговое значение, найденное в результате модельных расчетов.
Экзопланеты уже несколько десятилетий находятся в фокусе внимания астрономов и астрофизиков. Разрабатываются различные методы измерения массы этих планет, в частности, чтобы выявить их пригодность для жизни. Учёные полагают, что, зная массу экзопланеты, можно вычислить состав её поверхности, изучить терморегуляцию, тектонику плит, а также магнитные поля и газовые потоки в атмосфере. Что касается радиоизлучения, то регистрация его от экзопланет рассматривается учёными как перспективный способ их поиска.
«Известно, что планеты могут испускать когерентное, поляризованное радиоизлучение, генерируемое в окружающей плазме в процессе циклотронной мазерной нестабильности. Суть этого эффекта заключается в усилении электромагнитных волн движущимися в магнитном поле свободными электронами. Происходит это, если частота колебаний электронов в плазме существенно ниже, чем их циклотронная частота. Кстати, именно циклотронная мазерная нестабильность является причиной интенсивного декаметрового радиоизлучения от Юпитера,— рассказал соавтор исследования, профессор кафедры прикладной механики СФУ Николай Еркаев.—
Эти радиоволны могут при определенных условиях „убегать“ из окружающей планету магнитосферы в открытое космическое пространство и достигать Земли, принося важные сведения о планете-источнике. В случае массивных экзопланет, называемых горячими юпитерами, может возникнуть ситуация сильного нагрева верхней атмосферы благодаря поглощению рентгеновского и экстремального ультрафиолетового излучения звезды-хозяина, что приводит к расширению верхней атмосферы, в которой ионизированный газ может предотвратить выход радиоэмиссии в космическое пространство».
— По словам учёного, масса «Ипсилон Андромеды б» была до сих пор неизвестна, но в случае обнаружения планетарного радиоизлучения предложенный подход позволяет однозначно указать нижнюю границу массы этой экзопланеты. В зарубежной публикации (.pdf) 2021 года сообщалось о предварительном экспериментальном обнаружении радиоизлучения от системы Ипсилон Андромеды.
Группа астрономов во главе с Джейком Тернером (Jake D.
Turner) из Корнеллского университета опубликовала результаты наблюдений в радиодиапазоне при помощи наземной системы LOFAR за тремя планетными системами: 55 Рака, Ипсилон Андромеды и Тау Волопаса, которые находятся в пределах 50 световых лет от Солнца. Учёные искали возможное радиоизлучение от экзопланет на частотах 10–90 мегагерц с сильной круговой поляризацией, что указало бы на связь с нестабильностью электронно-циклотронного мазера. Исследователи зафиксировали один радиоимпульс от Ипсилон Андромеды, хотя его статистическая значимость составила всего 2,2 сигма, что недостаточно для подтверждённого открытия.
А вот в случае Тау Волопаса учёные обнаружили всплески радиоизлучения с круговой поляризацией в диапазоне 14–21 мегагерц (значимость 3,2 сигма) и поток радиоизлучения с круговой поляризацией в диапазоне частот 21–30 мегагерц. По мнению астрономов, источник радиоизлучения — входящая в систему экзопланета типа горячий юпитер массой около шести масс Юпитера. Расчётная напряжённость магнитного поля у полюсов экзопланеты вблизи её поверхности находится в диапазоне 5–11 Гауссов.
«Полагаю, что дальнейшие радионаблюдения на нескольких телескопах позволят подтвердить это значимое открытие. Если этот сигнал подтвердится последующими наблюдениями с помощью телескопов, то представления о массе рассматриваемой планеты будут значительно скорректированы», — добавил Николай Еркаев.
Согласно расчётам, сделанным в ходе российско-европейского исследования, радиоизлучение, которое могут засечь приборы межпланетных зондов, может генерироваться только при условии, что планета имеет массу не менее 2,25 масс Юпитера. Таким образом, предлагаемый метод открывает новые широкие возможности определения и уточнения масс многих крупных экзопланет.
Экзопланеты, колонизация и внеземная жизнь
ЧТО ТАКОЕ: День астрономии (Международный день астрономии, МДА) — праздник энтузиастов, чьи увлечения связаны с астрономией — одной из старейших научных дисциплин.
Весенний День астрономии обычно отмечается в субботу — в период с середины апреля до середины мая, вблизи 1-й четверти Луны или перед ней.
Осенний День астрономии также отмечается в субботу, вблизи фазы 1-й четверти Луны или перед ней, с середины сентября до середины октября
Поиск новых планет и возможной жизни на них стал одной из приоритетных задач современной астрономии. В последние годы количество достижений в этом направлении увеличилось в разы. В этом деле особенно помогают новейшее оборудование и технологии, разработанные учеными всего мира. Например, новый телескоп Джеймс Уэбб уже вовсю участвует в обнаружении новых объектов в космосе. Такие открытия все больше наталкивают на вопрос: есть ли жизнь за пределами Солнечной системы? И сможет ли человек колонизировать другую планету?
На эти и другие вопросы об экзопланетах, изучении космических тел, внеземной жизни, космической колонизации и достижениях российских и зарубежных коллег ответили ученые-эксперты ЮФУ в новом выпуске проекта «Точка зрения».
Обнаружение планет
Ирина Ачарова, заведующая кафедрой физики космоса, к.
ф-м.н, рассказала об экзопланетах и методах их обнаружения.
Экзопланета – это планета, находящаяся вне Солнечной системы, то есть принадлежащая не нашему Солнцу, а другой звезде. Самая первая экзопланета 51 Пегаса b была обнаружена еще в 1995 году. Ближайшая, Проксима Центавра, обнаруженная в 2016 году, находится в 4,5 световых лет.
Долгое время задача обнаружения планет возле других звезд оставалась неразрешённой, так как планеты чрезвычайно малы и тусклы по сравнению со звёздами, а сами звёзды находятся далеко от Солнца. Вплоть до июля 2022 года для обнаружения экзопланет использовалось не визуальное наблюдение с помощью телескопов, а несколько методов непрямого обнаружения.
Первый прямой снимок планеты за пределами Солнечной системы сделал телескоп Джеймс Уэбб, сфотографировав летом 2022 г. газовый гигант у звезды. Телескоп впервые выполнил самую сложную методику обнаружения экзопланеты. Для этого он оснащён инструментом под названием коронограф, который прицельно закрывает свет звезды, не заслоняя при этом планету.
Оборудование также помогает определять химический состав планет.
«В России исследования экзопланет проводят на 1-метровом и 6-метровом телескопах Специальной астрофизической обсерватории РАН, на 1.25-м телескопе Крымской астрофизической обсерватории и на территории Пулковской обсерватории (ГАО РАН). Возможности этих телескопов позволяют не только проводить наблюдения за экзопланетами, но и оценивать их характеристики», — рассказала Ирина Ачарова.
Новые элементы?
Александр Тягливый, доцент кафедры аналитической химии, к.х.н, рассказал, могут ли в космосе быть новые химические элементы и как можно приспособить неподходящие для жизни планеты.
По словам ученого, теоретически на других планетах могут быть химические элементы, не встречающиеся на Земле — устойчивые сверхтяжёлые элементы, а также частицы, устроенные аналогично атомам, но из более тяжёлых аналогов электронов.
Если на нашей планете жизнь построена на основе соединений углерода, то на других планетах жизнь могла бы зародиться на основе кремния и многих других неуглеродных веществ.
В рамках представления о живой материи на Земле планету пригодной для жизни делают вода, кислород в приемлемой концентрации, отсутствие опасных и токсичных соединений в окружающей среде.Для растений нужны минералы, содержащие азот, фосфор, калий и прочее, для животных необходимы источники углеводов, белков и жиров.
«Приспособить другие планеты под себя можно только с помощью химии. Например, использовать химические системы регенерации воздуха, чтобы повысить содержание кислорода, различные фильтры, убирающие опасные для жизни вещества, системы водоочистки, минеральные удобрения, чтобы почва стала пригодная для выращивания пищи», — отметил эксперт.
Освоение планет
Как видим, приспособить другие планеты для жизни теоретически возможно, необходимы лишь технологии. Главный конструктор НКБ «МИУС» ЮФУ ИгорьСурженко прокомментировал ближайшие возможности освоения таких космических объектов, как планеты и спутники:
«В ближайшие 10 лет реальным видится освоение Луны, через 20 лет – Марса, а позже – и Солнечной системы, если учёные посчитают это целесообразным», — прокомментировал специалист.
Чтобы путешествовать дальше, нужны новые типы двигателей. Сейчас испытывается атомный «буксир». Хотя Илон Маск и набрал желающих полететь на красную планету, но, считает ученый, будет большой удачей, если ему удастся запустить свою программу до 2030 года.
Ответ на этот же вопрос дал директор НКБ «МИУС» ЮФУ ОлегСпиридонов:
«На мой взгляд, реальной задачей на ближайшие пять является освоение Луны. Хотя в настоящее время и обсуждаются возможности отправки астронавтов на Марс, но большой проблемой является космическая радиация.
Нужно иметь в виду, что просто так слетать на естественный спутник Земли – бессмысленно, дорого и рискованно. На Луне нужно делать базу с энергетикой, системами жизнеобеспечения, автоматами для исследований и т.п. Активную работу в этом направлении ведут китайские специалисты», — пояснил Олег Спиридонов.
Таким образом, изучение новых космических объектов, в частности планет, является одной из важнейших задач современных наук о космосе.
Человечеству уже известно, какие технологии будут нужны для освоения планет, изменения их условий для поддержания жизни. Именно поэтому ученые дают оптимистичные прогнозы по поводу освоения какой-либо планеты в ближайшие десятилетия. Возможно, и нашему поколению посчастливится наблюдать новый этап развития человеческой цивилизации – жизнь на другой планете.
Поделиться в социальных сетях
(236 поделились)
Стиль жизни
22/10/2022
Семь сотрудников ЮФУ вошли в список самых цитируемых ученых
В рейтинге издательства Elsevier BV представлены ученые из второго перцентиля («2% самых цитируемых учёных мира») по ядру Scopus/Elsevier. Св…
Стиль жизни
05/08/2022 11:24:00
Нашествие медуз в Азовском и Черном море
В последнее время отдыхающие на Азовском и Черном море стали жаловаться на большое скопление медуз — аурелий и корнеротов.
Доцент кафедры зоологии Академии …
Стиль жизни
04/07/2022
В РАМТ состоялась финальная премьера 92-го сезона «На всякого мудреца довольно простоты»
Премьерные спектакли прошли в Молодежном театре в первые дни июля.
Островский неизменно остаётся в списке …
Стиль жизни
22/06/2022
«Огненные картины войны» из тысяч свечей зажгли в Ростове и Таганроге
Так почтили память о погибших в годы ВОВ.
На площади Гагарина в Ростове активисты «Единой России», «Волонтеры Победы» и «Молод…
Стиль жизни
04/10/2021
Сурб Григор Лусаворич – церковь из города, которого нет
Сурб Григор Лусаворич – первая церковь, построенная в Нахичевани-на-Дону (нынеший Пролетарский район Ростова). К сожалению, до наших дней храм не.
..
Стиль жизни
26/04/2021
Жителям Ростова предлагают покорить вертикальный мир
Ледяные ванны, грязевые ямы, траншеи, колючая проволока, бастионы и барьеры — такие испытания предлагают пройти жителям Ростова-на-Дону 2 мая. Это …
планет за пределами Солнечной системы
Новости
| 4 октября 2022 г.
Пэт Бреннан, Программа исследования экзопланет НАСА
Иллюстрация недавно открытой суперземли LP 890-9 c (на переднем плане) и родственной ей планеты LP 890-9 b, вращающейся вокруг красного карлика на расстоянии около 98 световых лет от Земли. Авторы и права: NASA/JPL-Caltech
Открытие: LP 890-9 c, «суперземля» в обитаемой зоне своей звезды.
Ключевые факты: Планета, вероятно, каменистая, но на 40 % больше Земли, была обнаружена во время последующих наблюдений своей родственной планеты, LP 89.0-9 б. Оба попадают в категорию суперземли — экзопланеты или планеты вокруг других звезд, которые на 75% больше нашей собственной, но считаются каменистыми мирами, такими как Земля.
Поверхностные условия могут быть, а могут и не быть одинаковыми.
Детали: Обе планеты вращаются вокруг сравнительно холодного красного карлика LP 890-9, удаленного от нас примерно на 98 световых лет. Внутренняя планета, обнаруженная с помощью спутника Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), примерно на 30% больше, чем Земля, и с предполагаемой температурой 253 градуса по Фаренгейту (123 по Цельсию), вероятно, слишком горячей для жизни. Внешняя планета, хотя и холодная по человеческим меркам (примерно 30 градусов по Фаренгейту (минус 1,1 градуса по Цельсию)), находится в обитаемой зоне своей звезды, орбитальном расстоянии, на котором на поверхности может присутствовать жидкая вода. Эта планета была обнаружена с помощью наземного телескопа «Поиск обитаемых планет, затмевающих сверххолодные звезды» (SPECULOOS). Наблюдения не только достигли своей первоначальной цели — подтверждения существования самой внутренней планеты — но и неожиданно обнаружили вторую планету в системе.
С оценками температуры связано множество предостережений. Фактическая температура планет зависит от их атмосфер, о которых пока ничего не известно. Вполне возможно, что атмосфера самой дальней планеты вызвала безудержный парниковый эффект, который сделал бы ее больше похожей на Венеру, чем на Землю — слишком жарко для жизни. Обе планеты плотно вращаются вокруг своих звезд: «год» на планете b, один раз вокруг звезды, занимает всего 2,7 дня, на планете с — 8,5 дня. Но эта звезда намного меньше и холоднее нашего Солнца, поэтому планета c, находящаяся на близком расстоянии, находится у внутреннего края обитаемой зоны этой звезды.
Забавные факты: Новая планета, LP 890-9 c, добавляется к списку планет, которые, по мнению команд исследователей, могут быть исследованы космическим телескопом Джеймса Уэбба. Запущенный в декабре 2021 года телескоп вышел на свою орбиту в миллионе миль от Земли и уже начал считывать газы, присутствующие в атмосферах экзопланет. Инструменты телескопа включают спектрографы, которые могут улавливать свет, сияющий от родительской звезды через атмосферы экзопланет, предоставляя спектр и отпечатки типов присутствующих газов.
Этот и другие методы, которые телескоп использует для анализа атмосфер, потенциально могут показать, какие из этих планет могут быть обитаемыми мирами.
Авторы исследования говорят, что новая планета особенно перспективна для потенциальных исследований атмосферы; на самом деле, говорится в исследовании, это «вторая самая благоприятная планета земного типа для обитаемой зоны» после планетарной системы TRAPPIST-1 — семь планет размером с Землю примерно в 40 световых годах от нас, в том числе три в обитаемой зоне их красная карликовая звезда.
Первооткрыватели: Новая планета подробно описана в статье, опубликованной международной группой ученых под руководством Летиции Делрез, астрофизика из Льежского университета, Бельгия. Он был внесен в архив экзопланет НАСА 16 сентября 2022 года.0005
Экзопланеты 101
Все, что вам нужно знать об экзопланетах, мирах за пределами нашей Солнечной системы.
Что такое экзопланета?
Что такое экзопланета?
Типы планет
Типы планет
Как мы их находим?
Как мы их находим?
Что такое обитаемая зона?
Что такое обитаемая зона?
Поиск жизни
Поиск жизни
Что такое экзопланета?
Типы планет
Как мы их находим?
Что такое обитаемая зона?
Поиск жизни
От туристических плакатов до 360-градусных визуализаций поверхности — НАСА предлагает экскурсии по самым экзотическим местам нашей галактики.
Посетите лавовую планету, мир с двумя солнцами и многое другое!
Космический телескоп имени Джеймса Уэбба НАСА — настоящее чудо техники. Самый большой и сложный космический телескоп из когда-либо построенных, Уэбб сможет собирать свет, который путешествует уже 13,5 миллиардов лет, почти с момента возникновения Вселенной. По сути, Уэбб — это машина времени, позволяющая нам заглянуть в первые галактики, сформировавшиеся после Большого взрыва. Поскольку он собирает инфракрасный свет, он будет видеть прямо сквозь гигантские облака пыли, которые блокируют обзор большинства других телескопов. Уэбб будет в 100 раз мощнее космического телескопа Хаббл. В частности, с развернутым набором сегментированных зеркал шириной 21 фут (6,5 метра) Уэбб достаточно мощен, чтобы искать водяной пар в атмосферах планет, вращающихся вокруг других звезд.
Этот набор постеров о путешествиях изображает день, когда творчество ученых и инженеров позволит нам делать то, о чем мы сейчас можем только мечтать.
Исследуйте интерактивную галерею некоторых из самых интригующих и экзотических планет, обнаруженных до сих пор.
Планетарное путешествие во времени. Древние спорили о существовании планет помимо нашей; теперь мы знаем о тысячах.
90 000 Обнаружена новая «суперземля», на которой можно жить более 29 000 лет
Главная Новости открытого доступа Новости исследований и инноваций Обнаружена новая «суперземля», где можно жить более 29 000 лет…
Художественная визуализация экзопланеты типа суперземли, TOI 1452 b
Ученые обнаружили две планеты типа «суперземля» примерно в 100 световых годах от нашей Земли, где 1 год равен 8,5 дня
Две планеты обнаружены группой международных ученых было замечено, что они вращаются вокруг небольшой холодной звезды под названием TOI-4306 или SPECULOOS-2.
Опубликованное в журнале Astronomy & Astrophysics исследование, проведенное под руководством астрофизика Летиции Делрез, обнаружило планету примерно на 30% больше Земли, которая совершает полный оборот вокруг своей звезды всего за 2,7 дня.
Экзопланета на фоне красного карлика, элементы этого изображения предоставлены NASAGETTY
Спутник НАСА для исследования транзитных экзопланет – TESS
Первая планета, LP 890-9b или TOI-4306b, была первоначально идентифицирована спутником НАСА для исследования транзитных экзопланет (TESS), космическим миссии, посвященной поиску экзопланет, вращающихся вокруг ближайших звезд.
Проект НАСА TESS был запущен в 2018 году и будет исследовать 200 000 самых ярких звезд вблизи Солнца для поиска транзитных экзопланет.
С помощью наземного телескопа SPECULOOS telescopes (поиск пригодных для жизни планет, затмевающих УЛЬТРА-ХОЛОДНЫЕ ЗВЕЗДЫ) команда смогла подтвердить и охарактеризовать эту планету, а также глубоко исследовать систему на наличие других планет, которые могли быть ‘ пропустил» от TESS.
«TESS ищет экзопланеты, используя метод транзита, одновременно отслеживая яркость тысяч звезд и ища небольшое затемнение, которое может быть вызвано прохождением планет перед своими звездами», — объяснил Делрес.
Наблюдение за звездами и «суперземлями» с высокой точностью
Телескопы консорциума SPECULOOS, напротив, оптимизированы для наблюдения за звездами этого типа с высокой точностью благодаря камерам, очень чувствительным в ближнем инфракрасном диапазоне.
Наблюдения не только помогли подтвердить существование первой планеты, но и позволили обнаружить вторую, ранее неизвестную.
Изображение ранее обнаруженной экзопланеты, известной как «Экзопланета HD 189733b». Изображение предоставлено ESO/M. Корнмессер
Новая и пригодная для жизни «суперземля»?
Обе планеты входят в десятку лучших кандидатов на определение атмосферы среди всех экзопланет земного происхождения, обнаруженных на сегодняшний день, сообщает команда. Это помещает их в ту же категорию, что и одну из самых известных планетных систем: семь планет размером примерно с Землю вокруг звезды под названием TRAPPIST-1. Миры TRAPPIST-1 и несколько других скалистых экзопланет уже находятся в списке целей наблюдения для телескопа Уэбба.
Вторая планета «суперземля», исследованная командой, обозначенная LP 89.0-9c или SPECULOOS-2c, примерно на 40% больше Земли, но имеет более длительный период обращения около 8,5 дней, что помещает его в «обитаемую зону» вокруг своей звезды.
‘Хотя эта планета вращается очень близко к своей звезде, на расстоянии примерно в 10 раз меньшем, чем у Меркурия вокруг нашего Солнца, количество получаемого ею звездного излучения все еще невелико и может допустить наличие жидкой воды на поверхности планеты. поверхность, при условии, что на ней достаточно атмосферы», — сказал Франсиско Х. Посуэлос, один из соавторов статьи.
‘Это потому, что звезда LP 890-9 примерно в 6,5 раз меньше Солнца и имеет температуру поверхности вдвое меньше, чем у нашей звезды. Это объясняет, почему LP 890-9c, несмотря на то, что находится гораздо ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу, все же может иметь условия, подходящие для жизни». дальнейшие исследования с использованием популярного космического телескопа Джеймса Уэбба.