Екзопланета

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Графік відкриття екзопланет за роками, до 2010-10-03, кольорами позначено метод відкриття:
   Радіоспостереження пульсарів
   Метод радіальних швидкостей
   Транзитний метод
   Метод синхронізації
   Візуальне спостереження
   Гравітаційне лінзування
   Астрометричний метод
Анімація хронології відкриття екзопланет. Колір точки показує метод відкриття. Горизонтальна вісь — розмір великої півосі. Вертикальна вісь — маса. Для порівняння білим кольором показані планети Сонячної системи.

Екзоплане́та (позасо́нячна плане́та) — планета, що обертається навколо іншої зірки, тобто не належить до Сонячної системи.

Проблема виявлення[ред.ред. код]

Тривалий час задача виявлення планет поблизу інших зірок була нерозв'язною, так як ці планети дуже малі й тьмяні у порівнянні із зірками, а самі зірки перебувають надто далеко від нас. Найближча — на відстані приблизно 38 000 000 000 000 кілометрів). Зараз такі планети стали виявляти завдяки удосконаленим методам, найчастіше — на межі їх можливостей.

Станом на початок 2010 року астрономи виявили 432 екзопланети. Більшість із них є газовими гігантами на зразок Юпітера. На таких планетах не можуть розвиватися організми земного типу, а саме населеність екзопланет врешті-решт найбільше цікавить учених.

Історія відкриття[ред.ред. код]

Вперше екзопланети були зареєстровані у нейтронної зірки PSR 1257+12. Їх відкрив астроном Алекс Вольцшан 1991 року. Ці планети було визнано вторинними, тобто такими, які утворилися вже після вибуху наднової.

У 1995 році астрономи Мішель Майор та Дідьє Квелоц за допомогою надточного спектрометра виявили похитування зірки 51 Пегаса з періодом 4,23 діб. Планета, що викликає похитування, нагадує Юпітер, але знаходиться у безпосередній близькості від світила. У середовищі астрономів планети цього типу так і звуться «гарячі юпітери».

Пізніше шляхом вимірювання променевої швидкості зірок для пошуку їхніх періодичних доплерівських змін було виявлено більше сотні екзопланет.

Зрозуміло, що старання дослідників були спрямовані на пошук планет, подібних до Землі. Першу таку планету було виявлено у серпні 2004 року, в системі зірки μ Жертовника[Джерело?]. Планета обертається навколо світила за 9,55 діб, відстань до зірки — 0,09 а. о., температура на поверхні — близько 900 K. Маса її оцінюється приблизно в 14 мас Землі.

2004 року було отримано перше зображення (в інфрачервоних променях) об'єкта-кандидата на екзопланету 2M1207[1].

Майбутні програми пошуку[ред.ред. код]

Пошук екзопланет продовжується. На черзі наступні проекти:

Корот (COROT) (ЄКА) — на орбіту виводиться спеціалізований 30-сантиметровий космічний телескоп, що знімає криві блиску багатьох зірок у момент проходження перед ними планет. Очікуваний час запуску — жовтень 2006 р. Передбачається з його допомогою виявити десятки планет земного типу.

Кеплер (NASA) — запущений 7 березня 2009 року космічний телескоп системи Шмідта з діаметром об'єктива 0,95 м здатен одночасно відслідковувати 100 000 зірок. Планується виявити близько 50 планет, подібних до Землі, або ж близько 600 планет, що переважають у 2,2 разів Землю за розміром.

Близькі перспективи:

Також у більш далекому майбутньому планується запуск оптичного інтерферометра SIM (NASA), систем інфрачервоних телескопів IRSI/DARWIN (ЄКА) і TPF (NASA).

Методи пошуку екзопланет[ред.ред. код]

Більшість виявлених позасонячних планет лежать у межах 300 світлових років від Сонячної системи.
  1. Метод прямих спостережень — ми можемо побачити планету поряд з іншою зіркою, подібно до того, як бачимо планети нашої зоряної системи. Зробити це дуже складно через гігантський контраст яскравості між зіркою і планетою. Лише у листопаді 2008 року було опубліковано дві роботи, у яких планети були виявлені цим методом. І навіть у цьому випадку молоді планети було знайдено не за відбитим світлом зірки, а за власним тепловим випромінюванням.
  2. Астрометричний метод — найстаріший. Саме таким способом учені вперше почали пошук планет поза Сонячною системою пів століття назад. Заснований на спостереженнями за змінами власного руху зорі під гравітаційним впливом планети. Хоча за допомогою астрометрії були уточнені маси деяких екзопланет, станом на 2009 рік зроблене тільки одне підтверджене відкриття[2]. Майбутнє цього методу пов'язане з орбітальними місіями, такими як SIM.
  3. Метод транзитної фотометрії — пов'язаний із проходженням планети на тлі зірки. Дозволяє визначити розміри, а в поєднанні з методом Доплера — щільності планет. На 2006 рік було виявлено лише 10 транзитних планет. На 2010 рік завдяки роботі проекту СуперWASP їх уже більше 30.
  4. Гравітаційне лінзування. Між спостережуваним об'єктом (зіркою, галактикою) та спостерігачем на Землі має бути інша зірка (вона буде у ролі лінзи), яка фокусує своїм гравітаційним полем світло від спостережуваної зіркової системи. Якщо у зірки-лінзи є планета, то з'являється несиметрична крива блиску та можлива відсутність ахроматичності. У цього методу вкрай обмежене застосування. Метод чутливий до планет з малою масою, аж до земної. На 2006 рік відкрито 4 планети.
  5. Спектрометричне вимірювання радіальної швидкості зірок (метод Доплера) — найрозповсюдженіший метод. З його допомогою можна виявити планети з масою не менше кількох мас Землі, що розташовані в поряд із зіркою, і планети-гіганти з періодами до ~10 років. Планета, обертаючись навколо зірки, немовби розгойдує її, і ми можемо спостерігати доплерівський зсув спектру.

Властивості екзопланет[ред.ред. код]

Порівняння Сонячної системи з системою 55 Рака
Очікувані розміри планет типу Надземля, в залежності від їх маси і хімічного складу[3]. Приклади таких планет: Планета-океан; Залізна планета, Вуглецева планета.

Планети виявлено приблизно в 6% зірок, включених до програм пошуків. Їх частка зростає в міру накопичення даних і вдосконалення техніки спостереження.

Більшість відкритих екзопланет — це планети-гіганти (тому що планети інших типів виявити складніше). Останнім часом відкрито також кілька планет з масами близько маси Нептуна і менше.

Спостерігається залежність кількості планет-гігантів від вмісту важких елементів (металів) у зірках. Системи із планетами-гігантами зустрічаються також переважно в зірок сонячного типу (класів K5-F5), в той час як у червоних карликів їхня частка значно менша (у 200 спостережуваних червоних карликів поки що виявлено лише одну подібну систему). Останні відкриття, зроблені методом гравітаційного мікролінзування, свідчать про широку розповсюдженість систем з планетами середньої маси типу Урана і Нептуна замість газових гігантів. Це в першу чергу стосується маломасивних зірок і зірок з низьким вмістом металів.

Для деяких планет отримано оцінку їх діаметра, що дозволяє визначити їх щільність, а також робити припущення щодо наявності масивних ядер, що складаються з важких елементів. Європейські астрономи під керівництвом Трістана Гійо (Tristan Guillot) з Обсерваторії Лазурового узбережжя (Франція), встановили, що при порівнянні щільності планет із вмістом металів у їхніх зірках є певна кореляція. Планети, сформовані навколо зірок, які є настільки ж багатими металом, як наше Сонце, мають маленькі ядра, у той час як планети, зірки яких містять у два-три рази більше металів, мають набагато більші ядра.

Одні з найзагадковіших — екзопланети поблизу нейтронних зірок.

Деякі планетні системи[ред.ред. код]

Назва зорі Кількість
екзопланет
Відомості про екзопланети Примітки
51 Пегаса 1 51 Пегаса b або Беллерофонт
υ Андромеди 4 4 екзопланети
ε Ерідана 2 можливо 2 екзопланети непідтверджено
55 Рака 5 відкрито більше п'яти екзопланет можливо сім
μ Жертовника 4 відкрито 4 екзопланети
47 Великої Ведмедиці 3 47 UMa b, 47 UMa c, 47 UMa d
γ Цефея 1 Гамма Цефея A b
Глізе 581 6 Глізе 581 bГлізе 581 g станом на 2010 рік
Глізе 876 4 Gliese 876 bGliese 876 e станом на 2010 рік
OGLE-TR-56 1 OGLE-TR-56 b
OGLE-2003-BLG-235/MOA-2003-BLG-53 1 OGLE-2003-BLG-235L b/MOA-2003-BLG-53L b
2M1207 1 екзопланета 2M1207 b можливо планемо
PSR 1257+12 3 відкрито 3 екзопланети
HD 10180 5 відкрито більше п'яти екзопланет[4] можливо сім
HD 188753 1 екзопланета HD 188753A b непідтверджена
HD 189733 1 екзопланета HD 189733 b
HD 209458 1 екзопланета HD 209458 b або Осіріс
HIP 13044 1 HIP 13044 b позагалактична[5]
WASP-1 1 екзопланета WASP-1b
WASP-2 1 екзопланета WASP-2b

На початку 2005 року було відкрито наступні 12 планет. Серед них шість — газові гіганти. Серед інших шести одна є найменшою серед усіх відомих екзопланет. Вона уп'ятеро менша за розмірами за Плутон. Відкрити її допомогло те, що зірка, навколо якої оберталася планета — пульсар. Планета викликала періодичні нерівномірності випромінювання пульсара, завдяки чому її було знайдено.

Наслідки відкриття екзопланет[ред.ред. код]

Відкриття екзопланет дозволило астрономам зробити висновок: планетні системи — явище у космосі розповсюджене. Немає загальновизнаної теорії утворення планет[Джерело?], але тепер, коли з'явилася можливість підвести статистику, ситуація в цій галузі змінюється на краще. Більшість виявлених систем досить відрізняється від сонячної — швидше за все це пояснюється селективністю застосовуваних методів (легше за все виявити масивні коротко-періодичні планети). Планети, подібні до Землі, сучасними методами у більшості випадків виявити поки неможливо. Цікаво, що у зірки Епсилон Ерідана (яка разом з Тау Кита і Епсилон Індіанця вважається однієї із трьох найближчих до Сонця зірок, що підходять для існування життя, див. SETI) також виявлено планетну систему, хоча достовірність цього відкриття поки залишається під сумнівом.

Див. також[ред.ред. код]

Посилання[ред.ред. код]

Зовнішні посилання[ред.ред. код]