О проекте
Нас блокируют. Что делать?

Зарегистрироваться | Войти через:

Украина | Политзеки | Свобода слова | Акции протеста | Болотное дело
Читайте нас:

статья Найдена идеальная экзопланета

Максим Борисов, 12.09.2006
Реклама

Экстрасолнечная планета TrES-2. Изображение Jeffrey Hall, Lowell Observatory с сайта www.astro.caltech.edu/~ftod/tres/tres2.html

Астрономы нашли экстрасолнечную планету, которая демонстрирует "идеальную орбитальную геометрию" и таким образом готова поделиться множеством своих секретов, в частности, позволяет изучить состав ее недр и атмосферы.

На настоящий момент астрономы обнаружили свыше двух сотен экзопланет, среди которых лишь десяток классифицируется как "транзитные планеты" ("transiting planets"), то есть "проходящие", "затеняющие", "затмевающие" свою родительскую звезду. Эти планеты, следуя по своим орбитам, периодически проходят между звездой и наземными наблюдателями и таким образом поддаются регистрации "методом транзита" - по небольшому убыванию светового потока от звезды-хозяйки. Учитывая текущие технические ограничения, единственный тип транзитных планет, который может быть выявлен подобным образом, - это гиганты, орбиты которых расположены близко к их звездам, - то есть "горячие юпитеры" ("hot Jupiters"), расположенные к своему светилу даже ближе, чем наш Меркурий. О подобных экстрасолнечных (инозвездных) объектах говорят также как о "пегасидах" (Pegasids, не путать с одноименными метеорными потоками) и "типа 51-й Пегаса" (по имени первого найденного представителя в созвездии Пегаса). Тот набор транзитных планет, с которыми в настоящее время имеют дело ученые, характеризуется массами от 110 до 430 земных масс (для сравнения, Юпитер с его 318 земными массами является самой массивной планетой в нашей Солнечной системе). Год на типичном "горячем юпитере" может длиться всего несколько дней, тогда как даже наш Меркурий - ближайшая к Солнцу планета Солнечной системы - облетает его за 88 дней.

Вообще говоря, для обнаружения экзопланет используется по меньшей мере четыре различных способа. Первоначально по вариациям в излучении пульсара удалось зафиксировать присутствие планет размером с Землю, затем с помощью доплеровской спектроскопии и наземных телескопов ученые научились измерять небольшие "смещения" в спектре звезды, вызванные воздействием гравитации вращающейся вокруг нее планеты-гиганта. Третий путь открылся вместе с точными астрометрическими наблюдениями, принцип во многом схож с доплеровской спектроскопией, однако ведется уже поиск периодических "колебаний" в позиции родительской звезды на небесной сфере (это важно в сравнении с использованием доплеровского эффекта, позволяющего измерять лишь радиальные скорости, как бы одномерные проекции сдвигов, порою это всего лишь нижнее ограничение параметров той или иной планеты). И, наконец, сравнительно недавно в ход пошел вышеописанный четвертый вариант, набирающий популярность не только среди астрономов-профессионалов, но и среди любителей: фотометрические измерения прохождений искомых планет по диску близкой звезды. (В самое последнее время наряду с методом гравитационного микролинзирования открылась и еще одна возможность - непосредственным образом улавливать свет (инфракрасное излучение) от инозвездной планеты (или хотя бы обнаружить специфическую "примесь" в спектре самой звезды), правда, это пока касается поистине гигантских планет, масса которых сближает их с коричневыми карликами, да и в качестве родительских звезд в основном фигурируют экзотические "малыши", в свете которых планеты уже не затеряются.)

Так художник представляет себе полет теряющей атмосферу планеты - "горячего Юпитера" HD 209458b. Изображение с сайта www.spaceflightnow.com Транзитные "мини-затмения" позволяют получить записи кривых интенсивности звездного излучения и таким образом восстановить информацию не только о массе, но и о размерах затмевающего тела (и даже о его форме). А зная массу и диаметр планеты, можно оценить ее среднюю плотность и таким образом высказывать обоснованные предположения об ее общем составе. Однако для того, чтобы перевести плотность в конкретный состав, необходимо запастись точными моделями внутрипланетной структуры и ее эволюции. Ситуация осложняется тем, что в настоящее время информации о поведении материи в условиях высокого давления явно недостает (а давление внутри гигантских планет более чем в миллион раз превосходит атмосферное давление на Земле). Из девяти "транзитных" планет, известных до апреля 2006 года (HD 209458, OGLE-TR-56, OGLE-TR-113, OGLE-TR-132, OGLE-TR-111, OGLE-TR-10, TrES-1, HD 149026, HD 189733), только у самой "маломассивной" получалось более-менее удовлетворительно оценить общий состав и строение: внутри нее выделяли массивное ядро из тяжелых элементов (приблизительно в 70 раз превышающее массу Земли) и оболочку из водорода и гелия (40 земных масс). Из оставшихся восьми планет шесть считались состоящими главным образом из водорода и гелия, наподобие Юпитера и Сатурна (с невыявленными параметрами ядра), ну а две крупнейшие вообще не поддавались описанию посредством простых моделей... Еще одна "свежая" "транзитная" планета XO-1b (astro-ph/0605414) была выявлена совсем недавно, но и она также оказалась аномально крупной планетой, облетающей по тесной орбите звезду, по составу схожую с нашим Солнцем. Подразумевается, что эта планета имеет довольно маленькое ядро.

Теперь же группа американских и европейских исследователей, которую возглавляет Френсис О'Донован (Francis O'Donovan) из Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology - Caltech), сумела обнаружить еще одну, одиннадцатую по счету транзитную планету (самую массивную из этого класса в радиусе 600 световых лет от Земли), которая поможет ученым выявить свойства подобных экзопланет в беспрецедентных деталях (публикация результатов предполагается в "Астрофизическом журнале" (Astrophysical Journal - ApJ, но саму статью (PDF) можно уже найти по данному адресу). Удивительно, что столь важного успеха удалось достичь с помощью поистине любительской астрономической техники - сети телескопов небольших размеров (по сути 10-сантиметровых), получившей наименование Трансатлантического экзопланетного обзора (Trans-Atlantic Exoplanet Survey - TrES). Это уже третья планета, найденная данной сетью, она получает обозначение TrES-2. Подтверждение открытия пришло от одного из 10-метровых телескопов "Кек" (Keck) - то есть крупнейших в мире оптических телескопов.

В результате расчетов удалось выяснить, что "новенькая" по своим параметрам опережает Юпитер - приблизительно в 1,28 раза по массе и в 1,24 раза по радиусу. Один оборот вокруг своей звезды GSC 03549-02811 (1,08 солнечной массы) планета совершает всего за 2,5 дня - на порядок быстрее, чем Меркурий вокруг Солнца. Исследователи надеются еще больше узнать о химическом составе и температуре незнакомки с помощью космического телескопа NASA "Спитцер" (Spitzer Space Telescope), который может обнаруживать собственное инфракрасное свечение планеты, отслеживая небольшие вариации яркости системы звезда-планета, вызванные проходами планеты позади звезды. "Спитцер" может также помочь в нахождении горячего пятна на той стороне планеты, что повернута к звезде. Если наблюдения позволят исключить наличие такого разогретого пятна, то это может означать наличие мощнейших ветров или других способов "размазывания" энергии по всей планете.

TrES-2 обращается вокруг похожей на наше Солнце звезды, расположенной в 500 световых лет от Земли, в созвездии Дракона. "Только для ближайших транзитных планет мы можем провести точные измерения размеров и массы планеты, а следовательно, и узнать их состав, - поясняет О'Донован. - Поэтому каждая вновь находимая транзитная планета вызывает столь активный интерес".

Геометрия этой системы будто специально предназначалась для наблюдений за ней с Земли - там все расположено гораздо удачней, чем в случае с какой-либо другой известной транзитной планетой. TrES-2 проходит по диску звезды так, что все время сравнительно далеко отстоит от центра диска. Когда планета проходит позади звезды, ее свет лишь частично заслонен круглым краем звездного диска. И точно так же при появлении планеты из-за звезды и прохождении поверх звездного диска (на эту тему есть соответствующая мультипликация обсерватории им.Лоуэлла). Эта асимметрия позволяет лучше изучить все вариации яркости по сравнению даже с тем случаем, когда планета просто проходила бы солнечный диск где-то по центру.

В настоящее время планируются несколько космических миссий по поискам экзопланет с земной орбиты - например, французским Национальным центром космических исследований (CNES) - специальной космической миссии по поиску "транзитных" экзопланет, что получила наименование COROT (COnvection, ROtation and planetary Transits - конвекция, вращение и планетарные прохождения, запуск намечен на октябрь), в результате которой ученые надеются обнаружить и изучить десятки новых "транзитов", включая совсем небольшие планеты и планеты, обращающиеся по орбите достаточно далеко от своей звезды (т.е. не "горячие юпитеры"). Среди других планируемых NASA и ESA миссий космических телескопов нового поколения, работающих с "транзитами", необходимо упомянуть "Кеплер" (Kepler, запуск планируется в июне 2008 года), на который собственно группа О'Донована и возлагает основные свои надежды (их объект находится в так называемой зоне "Кеплера", именно туда "Кеплер" наставит свои объективы, и тогда можно будет обнаружить небольшие вариации, свидетельствующие о существовании дополнительных планет меньшего размера в той же системе, уловить звездный свет, отраженный непосредственно от планеты и даже, возможно, гигантские луны размером с Землю у TrES-2). Еще к планируемым миссиям относятся TPF (Terrestrial Planet Finder - искатель землеподобных планет - 2015 г.) и SIM (Space Interferometry Mission - космическая интерферометрия).

Источники:
Jupiter-Sized Transiting Planet Found by Astronomers Using Novel Telescope Network - Caltech Press Release
Alien planet poised to reveal all its secrets - New Scientist
Interiors of extrasolar planets: A first step - Astronomy & Astrophysics - Press release

Ссылки:
Экзопланеты - Обзоры электронных препринтов astro-ph
Небольшие телескопы способны на многое - "Элементы"
Астрономы нашли далекую планету размером с Юпитер - Газета.Ру

Максим Борисов, 12.09.2006


новость Новости по теме
Фото и Видео






Наши спонсоры
Выбор читателей