Содержание
На телескопе ESO получено изображение планеты у самой массивной из известных пар звёзд
eso2118ru — Научный релиз
8 декабря 2021 г.
С Очень Большим телескопом Европейской Южной обсерватории (VLT ESO) получено изображение планеты, обращающейся вокруг b Центавра, видимой невооружённым глазом двойной звезды. На сегодня это самая горячая и массивная звёздная система, содержащая планету. Расстояние от планеты до материнских звёзд в 100 раз больше, чем от Юпитера до Солнца. До этого времени некоторые астрономы считали, что у таких массивных и горячих звёзд планет быть не может.
“Найти планету у b Центавра было потрясающе – ведь это полностью меняет наши представления о наличии планет у массивных звёзд”, – объясняет астроном Маркус Янсон (Markus Janson), сотрудник Стокгольмского университета в Швеции, первый автор новой работы, которая сегодня публикуется он-лайн в журнале Nature.
Система из двух звёзд b Центавра (она же HIP 71865) расположена на расстоянии примерно в 325 световых лет от нас в созвездии Центавра.
Её масса по меньшей мере в шесть раз больше солнечной, что делает её, причём с огромным отрывом, самой массивной системой звёзд, в которой подтверждено существование планеты. До этого времени у звёзд с массой больше трёх солнечных планет не находили.
Самые массивные звёзды одновременно и очень горячие. Система b Центавра не составляет исключения: её главный компонент относится к спектральному классу B. Звёзды этого класса более, чем втрое горячее Солнца. При такой высокой температуре звезда испускает мощное ультрафиолетовое и рентгеновское излучение.
Большая масса и огромное количество тепла, выделяемое такими звёздами, оказывают огромное влияние на окружающий их газ, что должно подавлять процессы образования планет. В частности, чем горячее звезда, тем более высокоэнергетическое излучение она испускает, а это заставляет окружающее вещество испаряться быстрее. “B—звезды в целом считаются довольно разрушительными и опасными для своего окружения, и поэтому считалось, что большим планетам вокруг них образоваться исключительно трудно”, – говорит Янсон.
Однако, новое открытие показывает, что планеты всё-таки могут формироваться и в таких неблагоприятных условиях. “Планета в системе b Центавра – это очень странный мир, существующий в среде, совершенно непохожей на то, что мы видим на Земле и в Солнечной системе”, – рассказывает соавтор работы Гаятри Вишванат (Gayathri Viswanath), аспирантка Стокгольмского университета. “Эта среда с экстремальными и агрессивными условиями, заполненная жёстким излучением, и всё в ней крупномасштабное: огромные звёзды, огромная планета, огромные расстояния.”
Действительно, открытая планета, получившая обозначение b Центавра (AB)b или b Центавра b, тоже отличается крайностями. Она вдесятеро массивнее Юпитера, то есть, одна из самых массивных известных нам планет. Более того, она движется в своей звёздной системе по одной из самых широких орбит из всех когда-либо наблюдавшихся – на расстоянии в сто раз большем, чем от Юпитера до Солнца.
Возможно, огромным расстоянием до центральной пары звёзд и объясняется загадка её выживания.
Полученными результатами исследователи обязаны изощрённой наблюдательной аппаратуре: высококонтрастному спектрополяриметру для исследований экзопланет SPHERE, смонтированному на телескопе ESO VLT в Чили. До этого при помощи инструмента SPHERE уже были успешно получены изображения нескольких внесолнечных планет, в том числе первое в истории прямое изображение двух планет у солнцеподобной звезды.
Оказалось, однако, что в первый раз эта планета была зарегистрирована не при помощи SPHERE! Изучая в ходе исследований архивные данные наблюдений системы b Центавра, астрономы неожиданно обнаружили, что первое изображение планеты было получено более 20 лет назад на 3.6-м телескопе ESO. Но в то время оно не было отождествлено как изображение планеты.
С Чрезвычайно Большим телескопом ESO (ELT), начало работы которого планируется к концу этого десятилетия, и с усовершенствованием технического оснащения VLT, астрономы, возможно, узнают больше о формировании этой планеты и её физических параметрах.
“Попытаться выяснить, каким образом эта планета могла образоваться, будет невероятно интересно – сейчас это тайна”, – заключает Янсон.
Узнать больше
Результаты исследования представлены в статье «A wide-orbit giant planet in the high-mass b Centauri binary system», публикуемой в журнале Nature (DOI: 10.1038/s41586-021-04124-8).
Состав исследовательской группы: Markus Janson (Department of Astronomy, Stockholm University, Sweden [SU]), Raffaele Gratton (INAF Osservatorio Astronomico di Padova, Italy [INAF-Padova]), Laetitia Rodet (Cornell Center for Astrophysics and Planetary Science, Department of Astronomy, Cornell University, USA), Arthur Vigan (Aix-Marseille Université, CNRS, CNES, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, France [LAM]), Mickaël Bonnefoy (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Institute for Planetary sciences and Astrophysics, France [IPAG] and LAM), Philippe Delorme (IPAG), Eric E. Mamajek (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, USA [JPL]), Sabine Reffert (Landessternwarte, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Germany [ZAH]), Lukas Stock (ZAH and IPAG), Gabriel-Dominique Marleau (Institut für Astronomie und Astrophysik, Universität Tübingen, Germany; Physikalisches Institut, Universität Bern, Switzerland [UNIBE]; Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Germany), Maud Langlois (Centre de Recherche Astrophysique de Lyon [CRAL], CNRS, Université Lyon, France), Gaël Chauvin (Unidad Mixta Internacional Franco-Chilena de Astronomía, CNRS/INSU and Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Santiago, Chile, and Institute of Planetology and Astrophysics, Grenoble, France), Silvano Desidera (INAF-Padova), Simon Ringqvist (SU), Lucio Mayer (Center for Theoretical Physics and Cosmology, Institute for Computational Science, University of Zurich, Switzerland [CTAC]), Gayathri Viswanath (SU), Vito Squicciarini (INAF-Padova, Department of Physics and Astronomy “Galileo Galilei”, University of Padova, Italy), Michael R.
Meyer (Department of Astronomy, University of Michigan, USA), Matthias Samland (SU and MPIA), Simon Petrus (IPAG), Ravit Helled (CTAC), Matthew A. Kenworthy (Leiden Observatory, Leiden University, Netherlands), Sascha P. Quanz (ETH Zurich, Institute for Particle Physics and Astrophysics, Switzerland [ETH Zurich]), Beth Biller (Scottish Universities Physics Alliance, Institute for Astronomy, Royal Observatory, University of Edinburgh, UK), Thomas Henning (MPIA), Dino Mesa (INAF-Padova), Natalia Engler (ETH Zurich), Joseph C. Carson (College of Charleston, Department of Physics & Astronomy, USA).
Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) даёт учёным всего мира возможность раскрывать тайны Вселенной на благо всего человечества. Мы проектируем, строим и эксплуатируем наземные обсерватории мирового уровня – в них астрономы исследуют важнейшие научные проблемы и распространяют в мире интерес к астрономии – а также способствуем международному астрономическому сотрудничеству.
Основанная в 1962 году как межгосударственная организация, сегодня ESO объединяет 16 стран-участниц: Австрию, Бельгию, Великобританию, Германию, Данию, Ирландию, Испанию, Италию, Нидерланды, Польшу, Португалию, Финляндию, Францию, Чешскую Республику, Швейцарию и Швецию, а также Чили, предоставившую свою территорию для размещения обсерваторий ESO, и Австралию, её стратегического партнера. Штаб-квартира ESO, а также Общественный центр и планетарий «ESO Supernova» расположены близ Мюнхена в Германии, а наши телескопы установлены в чилийской пустыне Атакама, великолепном месте с уникальными условиями для наблюдений неба. ESO располагает тремя наблюдательными пунктами: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь установлен Очень Большой телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT), способный работать в формате Очень Большого телескопа-интерферометра VLTI, и два широкоугольных телескопа: VISTA, выполняющий обзоры неба в инфракрасных лучах, и обзорный телескоп оптического диапазона VLT (VLT Survey Telescope).
Кроме того, на Паранале ESO на правах партнера предоставила место для установки Южной Решетки черенковских телескопов (Cherenkov Telescope Array South), крупнейшей в мире и рекордной по чувствительности гамма-обсерватории. В качестве участника международного партнёрства ESO эксплуатирует два инструмента миллиметрового и субмиллиметрового диапазона на плато Чахнантор: APEX и ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, мы строим Чрезвычайно Большой Телескоп ELT — «величайшее око человечества, устремленное в небо» . Офис ESO в Сантьяго, столице Чили, координирует нашу деятельность в этой стране и наше сотрудничество с чилийскими партнёрами и обществом.
Ссылки
- Текст научной статьи
- Фото VLT
- Узнайте больше о Чрезвычайно Большом телескопе ESO
- Вниманию журналистов: подписывайтесь и получайте наши релизы на вашем языке
- Вниманию учёных: а вам есть о чём рассказать? Представьте ваши исследования
Контакты
Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.
-Petersburg, Russia
Телефон: +7-9112122130
Сотовый: +7-9112122130
Email: [email protected]
Markus Janson
Department of Astronomy, Stockholm University
Stockholm, Sweden
Телефон: +46 8-553 785 48
Email: [email protected]
Gayathri Viswanath
Department of Astronomy, Stockholm University
Stockholm, Sweden
Email: [email protected]
Matthias Samland
Max Planck Institute for Astronomy
Heidelberg, Germany
Email: [email protected]
Gaël Chauvin
Unidad Mixta Internacional Franco-Chilena de Astronomía, Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, and Institute of Planetology and Astrophysics of Grenoble
Santiago/Grenoble, Chile/France
Email: [email protected]
Raffaele Gratton
INAF Osservatorio Astronomico di Padova
Padova, Italy
Телефон: +39 049 8293442
Email: [email protected]
Sascha Quanz
ETH Zurich, Institute for Particle Physics and Astrophysics
Zurich, Switzerland
Телефон: +39 049 8293442
Email: sascha.
[email protected]
Beth Biller
Scottish Universities Physics Alliance, Institute for Astronomy, Royal Observatory, University of Edinburgh
Edinburgh, UK
Email: [email protected]
Matthew Kenworthy
Leiden Observatory, Leiden University
Leiden, Netherlands
Телефон: +31 64 172 0331
Email: [email protected]
Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6670
Сотовый: +49 151 241 664 00
Email: [email protected]
Connect with ESO on social media
Перевод пресс-релиза ESO eso2118.
Usage of ESO Images, Videos, Web texts and Music
Are you a journalist? Subscribe to the ESO Media Newsletter in your language.
|
Наиболее известные землетрясения планеты (М — магнитуда) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Использованы данные Национального ведомства США по океанам и атмосфере |
Бохайвань
01 и 7.02.1812 г.
Якутат
7
9
2Поиск планет вокруг других звезд
Печать
Дополнительное чтение с сайта www.astronomynotes.com
- Проверка теории: другие планетные системы
Еще одной важной областью изучения астробиологии, помимо поиска жизни в нашей Солнечной системе, является поиск планет вокруг других звезд. До 1991 года все поиски планет вокруг других звезд были безрезультатны. Однако в 1991 году астроном штата Пенсильвания Алекс Вольщан впервые обнаружил свидетельства существования планет вокруг пульсара, что было неожиданно не только из-за самого открытия, но и потому, что планеты в данном случае связаны не с обычной звездой, а с остаток взрыва сверхновой.
Хотя многие астрономы считают их первыми планетами, открытыми за пределами Солнечной системы, были доказательства того, что планета была открыта в конце 19 века.80-х, но это не было подтверждено значительно позже.
После открытия планеты-пульсара не было обнаружено никаких других планет до 1995 года, когда была обнаружена обычная звезда под названием 51 Пегаса, у которой тоже есть планета, вращающаяся вокруг нее. Теперь, используя метод, используемый для обнаружения планеты около 51 Peg, и несколько других методов, астрономы обнаружили более 2000 планет (хотя вы увидите, что это число варьируется в зависимости от того, какой источник вы используете). Вы можете найти текущее количество известных планет вокруг других звезд, таблицу данных об этих планетах и интерактивный инструмент для построения графика свойств этих планет в Энциклопедии внесолнечных планет. Вы также можете сравнить данные на этом сайте с данными на Exoplanets.org. Последняя база данных поддерживается другой группой астрономов, в том числе преподавателем штата Пенсильвания.
Поиск внесолнечных планет — еще одна область, в которую НАСА в настоящее время вкладывает большие усилия. Большая часть их работы кратко изложена на веб-сайте NASA PlanetQuest.
Хотя известно, что вокруг других звезд нашего Млечного Пути существуют сотни планет, подавляющее большинство из них было обнаружено косвенно. То есть мы не просто берем изображение звезды и ищем рядом со звездой планеты. Причины этого таковы:
- На расстоянии даже самой близкой звезды угловое расстояние между звездой и любыми планетами на орбите вокруг этой звезды очень мало.
- Планеты не излучают собственный свет, поэтому, в зависимости от длины волны, которую вы используете для изображения звезды, яркость любой планеты в отраженном звездном свете примерно в миллион-миллиард раз меньше яркости звезды.
Учитывая сложность прямого изображения планет вокруг других звезд, астрономы разработали несколько непрямых способов обнаружения этих объектов. Вы можете:
- изучать лучевую скорость звезды и искать периодические изменения этой скорости (метод лучевой скорости ),
- изучение положения звезды и поиск периодических изменений ее положения ( астрометрический метод ),
- следите за небольшими изменениями яркости звезды, вызванными прохождением планеты перед звездой ( метод транзита ), или
- поиск изменения яркости фоновой звезды по эффекту гравитационного линзирования (метод гравитационного микролинзирования ).
Прочтите это!
- Зайдите на сайт NASA PlanetQuest и прочитайте об этих четырех методах.
Хотя число планет, открытых с помощью этих методов, велико и быстро растет, вокруг обычной звезды (то есть не пульсара) еще не было обнаружено планет земного типа. Фактически, многие из обнаруженных планет значительно массивнее Юпитера.
Если вы помните наше обсуждение коричневых карликов в Уроке 5, эти несостоявшиеся звезды имеют очень малую массу по сравнению с Солнцем. С другой стороны, мы также находим очень массивные планеты, намного более массивные, чем Юпитер. Пока автор курса обсуждал это со своими коллегами, я понял, что есть интересный вопрос, на который мы еще не ответили сейчас, когда у нас так много данных о массивных планетах. Вопрос в том, в чем разница между коричневым карликом с малой массой и планетой с большой массой? Он создал видео, чтобы обсудить это более подробно, и вы можете посмотреть его на YouTube.
В то время как прямое изображение планеты остается серьезной технологической проблемой, многие астрономы работают над этой проблемой, и в последнее время были достигнуты определенные успехи.
Было несколько сообщений о том, что планетарные спутники звезд были изображены напрямую, как показано ниже.
Рисунок 12.4: Изображение планеты-компаньона звезды, сделанное телескопом Gemini
Авторы и права: Обсерватория Джемини есть ли жизнь на этих планетах? Доступный нам сейчас вариант — использовать спектроскопию для изучения планет-компаньонов, чтобы определить состав их атмосфер, если они у них есть. Вспомним разницу между атмосферами Земли, Марса и Юпитера. Земля имеет атмосферу, богатую кислородом и водяным паром. Если мы определим, что внесолнечная планета имеет эти составляющие атмосферы, это будет означать, что планета имеет атмосферу, способствующую жизни, хотя это не обязательно означает, что планета должна поддерживать жизнь.
‹ Жизнь в Солнечной системе
вверх
Жилая зона ›
5000 известных экзопланет и подсчет
21 марта 2022 года Лаборатория реактивного движения (JPL) объявила, что число известных экзопланет превысило 50001.
Всего 30 лет назад астрономы открыли первую экзопланету — с тех пор многое произошло. Космический телескоп «Кеплер» (2009–2018 гг.) обнаружил более половины известных экзопланет. После запуска в 2018 году спутник для исследования транзитных экзопланет (TESS) составлял большую часть остальных. Кроме того, существует множество наземных программ по поиску экзопланет. Ожидается, что космический телескоп Джеймса Уэбба, запущенный в прошлое Рождество, обнаружит и измерит атмосферные свойства некоторых экзопланет. Количество известных экзопланет и то, что мы знаем о них, несомненно, вырастет в ближайшие годы.
Откуда такой интерес к экзопланетам? Те, кто привержен натуралистическому происхождению, особенно в отношении жизни вне Творца, обычно верят, что где-то во Вселенной должна быть жизнь, иначе Земля была бы уникальной и совершенно особенной. Осознание того, что Земля очень особенная, вскоре приводит к высокой вероятности существования Творца. Что может быть лучше, чтобы продемонстрировать, что Земля не является исключительной, найдя похожие на Землю планеты в других местах нашей Вселенной? Поэтому целью поиска экзопланет всегда было показать, что Земля не такая уж особенная.
Разве это не особенное?
Насколько хорошо удалось выполнить эту задачу? Не очень хорошо. Во-первых, существует проблема множества экзопланет и планетных систем вокруг других звезд, не поддающихся естественному происхождению. Десятилетия назад планетологи разработали теорию вероятного образования планет, взяв за основу Солнечную систему. Эта теория приводит к тому, что маленькие каменистые планеты находятся относительно близко к звездам, вокруг которых они вращаются, а большие планеты-гиганты находятся далеко от звезд, вокруг которых они вращаются, точно так же, как в нашей Солнечной системе. Однако за последние 30 лет астрономы открыли множество газовых планет-гигантов, вращающихся очень близко к звездам. За это время астрономы поняли, что Солнечная система является чем-то вроде аномалии.
Эти планеты не должны были пережить взрывы сверхновых, которые предположительно сформировали нейтронные звезды. Тем не менее, есть планеты, вращающиеся вокруг нейтронных звезд.
Кроме того, есть планеты, которых не должно было существовать, например, те, что вращаются вокруг нейтронных звезд (как в случае с первыми двумя обнаруженными экзопланетами). Эти планеты не должны были пережить взрывы сверхновых, которые якобы сформировали нейтронные звезды. Тем не менее, есть планеты, вращающиеся вокруг нейтронных звезд.
Как насчет планет, похожих на Землю? По крайней мере, планета должна быть близка к размеру Земли как по массе, так и по диаметру, чтобы ее можно было считать похожей на Землю. Если планета слишком мала в диаметре и массе, у нее, вероятно, мало атмосферы или ее нет совсем; если планета слишком велика, вероятно, у нее неправильные компоненты атмосферы. Сразу же ученые исключают планеты, которые не соответствуют массе или диаметру Земли (обычно мы знаем либо массу, либо диаметр экзопланеты, но не то и другое одновременно). Чтобы быть похожей на Землю, планета должна вращаться вокруг своей звезды в обитаемой зоне (или зоне Златовласки), орбитальном расстоянии от звезды, где может существовать жидкая вода, при условии, что планета имеет правильную массу и состав.
Есть несколько экзопланет, которые астрономы выдвинули в качестве кандидатов на соответствие этим строгим критериям, чтобы считать их похожими на Землю.
Лучший из лучших?
Но есть и дополнительные факторы, создающие проблемы для звезд этой небольшой группы. Большинство из этих предполагаемых землеподобных планет вращаются вокруг красных карликов. Красные карлики обычно являются переменными звездами, а это означает, что их светоотдача варьируется. Учитывая сегодняшнюю обеспокоенность по поводу изменения климата, должно быть очевидно, что это приведет к резким перепадам температуры на этих планетах, что не способствует жизни. Но то, как красные карлики меняют яркость, еще более проблематично, чем температура: красные карлики склонны к пятнистой активности с частыми звездными вспышками. Эти вспышки испускают достаточно радиации частиц, чтобы лишить планету атмосферы. Красные карлики настолько тусклые, что любые планеты в их обитаемых зонах находятся очень близко друг от друга.
Это значительно увеличивает ущерб, который вспышки могут нанести атмосферам планет.
Кроме того, вполне вероятно, что экзопланеты, находящиеся на близкой орбите, приливно привязаны к своим родительским звездам; эти планеты демонстрируют синхронное вращение, при этом одна сторона всегда обращена к звезде, а другая сторона всегда ночью. Такое медленное вращение, вероятно, подавляет магнитные поля экзопланет. Это важно, потому что магнитное поле Земли защищает планету от значительных потерь атмосферного газа из-за солнечных вспышек. Наконец, на экзопланете с синхронным вращением, если атмосфере удастся выжить, экстремальная жара на освещенной солнцем стороне испарит большую часть имеющейся воды. В конечном итоге вода переместится на ночную сторону, где она останется сконденсировавшейся в виде льда.
Я изучил каждую заявленную землеподобную экзопланету по мере их объявления и пришел к выводу, что землеподобных экзопланет не существует.
Они смотрят не туда
Я изучил каждую заявленную землеподобную экзопланету по мере их появления и пришел к выводу, что землеподобных экзопланет не существует.
Более 30 лет назад, если бы ученых попросили предсказать, сколько из 5000 экзопланет будут похожи на Землю, большинство из них могли бы предположить, что их число будет исчисляться десятками, а возможно, даже сотнями.
Что же пошло не так? Это была оптимистическая надежда на то, что возобладают натуралистические объяснения — что жизнь окажется в изобилии во Вселенной. Суровая реальность далека от этого. Свидетельства показывают, что мы, вероятно, одни во Вселенной. Это мрачное осознание для приверженцев натурализма. Но для тех, кто знает и переживает Бога, это потрясающая новость. Мы уже знали, что Бог специально создал человека по своему образу. Ни одна другая сущность в творении не описывается подобным образом. Сама жизнь — вещь очень сложная и особенная, требующая гораздо более строгих требований, чем могут допустить натуралисты. Даже окружающая среда планеты, которая может поддерживать жизнь, очень особенная. Отсутствие землеподобных планет среди 5000 экзопланет свидетельствует о целенаправленном замысле, указывающем на существование Создателя.