Экзопланета
[
править |
править исходный текст]
Материал из Википедии - свободной энциклопедии
Экзоплане́та (
др.-греч. εξω, exo - вне, снаружи), или внесолнечная планета -
планета, обращающаяся вокруг
звезды за пределами
Солнечной системы. Планеты чрезвычайно малы и тусклы по сравнению со звёздами, а сами звёзды находятся далеко от Солнца (
ближайшая - на расстоянии 4,22
световых года). Поэтому долгое время задача обнаружения планет возле других звёзд была неразрешимой, первые экзопланеты были обнаружены в конце
1980-х годов[1]. Сейчас такие планеты стали открывать благодаря усовершенствованным научным методам, зачастую на пределе их возможностей.
На 17 августа
2013 года достоверно подтверждено существование 941 экзопланеты в 727 планетных системах, из которых в 146 имеется более одной планеты
[2]. Следует отметить, что количество надёжных кандидатов в экзопланеты значительно больше. Так по проекту
«Кеплер» на май 2013 года числилось 2740 кандидатов, однако для получения статуса подтверждённых требуется повторная регистрация таких планет с помощью наземных телескопов.
Общее количество экзопланет в галактике
Млечный Путь, по новым данным, составляет от 100 миллиардов
[3], из которых ~ от 5 до 20 миллиардов, возможно, являются «землеподобными». Также, согласно текущим оценкам, около 34 процентов
солнцеподобныхзвёзд имеют в
обитаемой зоне планеты, сравнимые с Землёй
[4][5].
Подавляющее большинство открытых экзопланет обнаружено с использованием различных непрямых методик
детектирования, а не визуального наблюдения. Большинство известных экзопланет -
газовые гиганты и более походят на
Юпитер, чем на
Землю. Очевидно, это объясняется ограниченностью методов обнаружения (легче обнаружить короткопериодичные массивные планеты).
История открытий
Количество экзопланет, открытых разными способами:
Радионаблюдение пульсаров Метод радиальных скоростей Транзитный метод Метод синхронизации
Визуальное наблюдение Гравитационное линзирование Астрометрический метод
Анимация хронологии открытия экзопланет. Цвет точки означает метод открытия. Горизонтальная ось - размер большой полуоси. Вертикальная ось - масса. Для сравнения белым цветом обозначены планеты солнечной системы
Исторически первым заявлением о возможности существования планетной системы у другой звезды было сообщение капитана Джейкоба (Capt. W. S. Jacob), астронома Мадрасской обсерватории (East India Company’s Madras Observatory), сделанное в 1855 г. В нём сообщалось о «высокой вероятности» существования «планетарного тела» в двойной системе
70 Змееносца. Позже, в 1890-х годах, астроном
Томас Дж. Дж. Си из Чикагского университета и Военно-Морская обсерватория США подтвердили наличие в системе 70 Змееносца несветящего тела (невидимого спутника) с периодом обращения в 36 лет, однако расчёты
Ф. Р. Мультона опровергают подтверждения, выполненные Си, доказывая неустойчивость подобной системы. Поэтому на данный момент (2012 год) существование планетной системы у звезды 70 Змееносца не признаётся наукой.
Первые попытки найти планеты вне солнечной системы были связаны с наблюдениями за положением близких звёзд. Ещё в 1916 году
Эдуард Барнард обнаружил красную звездочку, которая «быстро» смещалась по небу относительно других звёзд. Астрономы назвали её
Летящей звездой Барнарда. Это одна из ближайших к нам звёзд и по массе в семь раз меньше Солнца. Исходя из этого, влияние на неё планет, если они есть, должно было быть заметным. В начале 1960-х годов Питер Ван де Камп объявил, что открыл у неё спутник массой с Юпитер. Однако Дж. Гейтвуд в 1973 году выяснил, что звезда Барнарда движется без колебаний и, значит, массивных планет не имеет.
В конце 1980-х годов многие группы астрономов начали систематическое измерение скоростей ближайших к Солнцу звёзд, ведя специальный поиск экзопланет с помощью высокоточных спектрометров.
Впервые
внесолнечная планета была найдена канадцами Б. Кэмпбеллом, Г. Уолкером и С. Янгом в
1988 году у оранжевого субгиганта
Гамма ЦефеяA, но подтверждена лишь в
2002 году.
В
1989 году сверхмассивная планета (или коричневый карлик) была найдена Д. Латамом около звезды
HD 114762. Однако её планетный статус был подтверждён только в
1999 году.
Авторское представление о транзите планеты
GJ 1214b перед своей звездой.
Первые экзопланеты были обнаружены у
нейтронной звезды PSR 1257+12, их открыл астроном
Александр Вольшчан[6] в
1991 году. Эти планеты были признаны вторичными, возникшими уже после взрыва
сверхновой.
В
1995 году астрономы
Мишель Майор (Michel Mayor) и
Дидье Кело (англ.)
русск.(Didier Queloz) с помощью сверхточного спектрометра обнаружили покачивание звезды
51 Пегаса с периодом 4,23 сут. Планета, вызывающая покачивания, напоминает
Юпитер, но находится в непосредственной близости от светила. В среде астрономов планеты этого типа так и называют «
горячие юпитеры».
В дальнейшем, путём измерения
лучевой скорости звёзд для поиска их периодического доплеровского изменения (
метод Доплера) было обнаружено более сотни экзопланет.
В августе
2004 года в системе звезды
μ Жертвенника была обнаружена первая планета-
горячий нептун. Она обращается вокруг светила за 9,55 суток, на расстоянии 0,09
а. е., температура на поверхности ~ 900 K (+626 °C), масса ~ 14 масс
Земли.
Первая
сверхземля, обращающаяся вокруг нормальной звезды (а не пульсара), была обнаружена в
2005 году около звезды
Глизе 876. Её масса - 7,5 масс Земли.
В 2004 году было получено первое изображение (в
инфракрасных лучах) кандидата в экзопланеты у коричневого карлика
2M1207.
13 ноября 2008 года впервые удалось получить изображение сразу целой планетной системы - снимок трёх планет, обращающихся вокруг звезды
HR 8799 в созвездии
Пегаса. Это первая планетная система, открытая у горячей белой звезды раннего спектрального класса (А5). Все открытые ранее планетные системы (за исключением планет у пульсаров) были обнаружены вокруг звёзд более поздних классов (F-M)
[7].
13 ноября 2008 года также впервые удалось обнаружить планету
Фомальгаут b вокруг звезды
Фомальгаут путём прямых наблюдений
[8].
В
2011 году Дэвид Беннетт из Университета Нотр-Дам (Индиана, США) объявил на основе наблюдений 2006-2007 годов на 1,8-метровом телескопе Университетской обсерватории Маунт-Джон в Новой Зеландии об открытии с помощью метода микролинзирования 10
одиночных юпитероподобных экзопланет. Правда, две из них могут быть высокоорбитальными спутниками ближайших к ним звёзд
[9].
В сентябре
2011 года было объявлено об открытии двух экзопланет
KIC 10905746 b и
KIC 6185331 b любителями астрономии в рамках проекта
Planet Hunters, предназначенного для анализа данных собранных телескопом
«Кеплер»[10][11]. При этом упоминалось о 10 кандидатах в планеты, но на тот момент только два из них с достаточной степенью уверенности определялись учёными как экзопланеты. Планеты были найдены добровольными участниками проекта среди данных, которые профессиональные астрономы по тем или иным причинам отсеяли и если бы не помощь добровольцев, то эти планеты вероятно остались бы неоткрытыми.
5 декабря
2011 года телескопом Кеплер была обнаружена первая
сверхземля в обитаемой зоне -
Kepler-22 b[12].
20 декабря
2011 года телескопом Кеплер у звезды
Кеплер-20 были обнаружены первые экзопланеты размером с
Землю и меньше -
Kepler-20 e (радиусом 0,87 земного и массой от 0,39 до 1,67 масс Земли) и
Kepler-20 f (0,045 массы Юпитера и 1,03 радиуса Земли)
[13].
22 февраля
2012 года учёные из
Гарвард-Смистоновского центра астрофизики на расстоянии 40 световых лет от Земли открыли первую экзопланету из воды -
GJ 1214 b. Период обращения планеты вокруг звезды -
красного карлика - 38 часов, расстояние составляет около 2 миллионов километров. Температура на поверхности планеты составляет примерно 230 °C
[14].