Далекие миры экзопланет
Протопланетный диск
Экзопланета - это планета, обращающаяся вокруг звезды, находящейся за пределами Солнечной системы. Из-за их маленького размера первые экзопланеты были обнаружены лишь в конце 1980-х годов. Сейчас таких планет открыто чуть менее двух тысяч.
Так же, как и Земля, экзопланеты образуются из протопланетного диска. Это вращающийся околозвёздный диск из плотного газа вокруг молодой, недавно сформированной звезды. Без сомнения, инопланетные миры очень необычны и их возможности и свойства превосходят самые смелые фантастические представления.
HL Тельца и протопланетный диск с планетами
Самые молодые экзопланеты
Европейская южная обсерватория при помощи телескопа Atacama Large зафиксировала уникальный процесс рождения планет вокруг молодой звезды HL в созвездии Тельца.
Это новое сенсационное изображение показывает различимые, невероятно мелкие детали протопланетного диска, которые состоят из остатков протозвездного облака и имеют явные признаки присутствия нескольких планет. Помимо этого, можно рассмотреть ряд концентрических ярких колец, которые разделены темными полосами.
Звезда HL Тельца расположена в 520 световых годах от Земли. Ей не более миллиона лет, но ее диск уже полон формирующимися планетами. Возможно, это открытие произведет революцию в теории образования планет.
Британские астрономы открыли у звезды планету - HL Тельца b. По массе она приблизительно в 14 больше Юпитера и вращается вокруг материнской звезды на расстоянии, превышающем орбиту Нептуна в два раза. Это самая молодая из известных на данный момент планет.
Экзопланета LkCa15 b
Астрономы сумели увидеть планету в момент ее образования, что позволило подойти ближе к познанию формирования внесолнечных систем.
В 2007 году они обнаружили массивный протопланетный диск вокруг звезды LkCa 15, находящейся между созвездиями Тельца и Возничего на расстоянии около 470 световых лет от Земли. Звезда LkCa 15 обладает массой, сравнимой с Солнцем, а ее возраст составляет всего около двух миллионов лет. Молодая и яркая переменная звезда нагревается за счет гравитационной энергии сжатия. Эта фаза предшествует зарождению термоядерных реакций.
Ученые провели длительные наблюдения за LkCa 15 в инфракрасном диапазоне при помощи системы адаптивной оптики, установленной на 10-метровом телескопе «Кек II». В результате в 2011 году была открыта планета LKCA 15 b (Ледяной Юпитер), которая вращается вокруг наблюдаемой звезды по круговой орбите и имеет массу, равную шести массам Юпитера. Этот гигант состоит из пыли и газа и имеет температуру меньше чем минус 170 градусов по Цельсию.
По оценке авторов исследования, орбитальный период молодой планеты составляет около 90 лет. Возможно, что в системе LkCa 15 находятся и другие, мене яркие планеты, которые остаются незаметными для телескопов.
Это одна из самых молодых планетарных систем из всех наблюдаемых в настоящее время.
Экзопланета 2M1207b и коричневый карлик. Инфракрасное изображение.
Первая обнаруженная зкзопланета. Или звезда ?
Экзопланета 2M1207b вращается вокруг коричневого карлика 2M1207 в созвездии Гидры на расстоянии около 170 световых лет от Земли. Она примечательна тем, что была первым кандидатом на внесолнечную планету, непосредственно наблюдаемую с Земли (в инфракрасном свете). Объект был обнаружен в апреле 2004 года с помощью большого телескопа VLT в Паранальской обсерватории в Чили.
До сих пор идут споры - звезда это, или экзопланета? Международный астрономический союз, рабочая группа по внесолнечным планетам охарактеризовывает 2M1207b как «возможно планетарной массы компаньон коричневого карлика».
Планета огромна, это газовый гигант, который оказался неподходящим для возникновения жизни, так как на его поверхности температура приблизительно 1600°C .
Экзопланета HD85512b
Планеты, которые могут быть обитаемы
Эта планета была открыта при помощи прибора HARPS Европейской южной обсерватории. Каменистая землеподобная планета кружит вокруг оранжевого карлика в 36 световых годах от Земли в созвездии Паруса. Сила тяжести на поверхности этой планеты всего в 1,4 раза выше земной, а главное - там с большой долей вероятности может быть вода.
Вновь найденная экзопланета HD85512b в три раза массивнее Земли и, соответственно, имеет больший диаметр.
Если перенести эту планету в нашу солнечную систему, она расположилась бы чуть дальше от Солнца, чем Венера, но ближе, чем Земля. На планете комфортная температура, позволяющая существовать воде в жидком виде. Умеренная облачность, закрывающая 50% поверхности планеты (для сравнения, средний показатель у Земли - 60%), отражает в космос достаточно энергии. Сами облака, возможно, водяные, а атмосфера планеты азотно-кислородная. Но это всё догадки, основанные лишь на расположении новой сверхземли относительно своего светила, ее массе и известных закономерностях в формировании планет.
У HD85512b есть ещё два фактора, свидетельствующие в пользу потенциальной обитаемости. Почти круговая орбита (следовательно, стабильный климат) и большой возраст. Этой системе 5,6 миллиардов лет, в отличие от нашей Солнечной системы, которой около 4,6 млрд. Этого времени достаточно, чтобы на экзопланете развилась жизнь.
Вид планеты Gliese 667Cd (рисунок ESO/M. Kornmesser)
Три планеты в зоне Златовласки
Обитаемую зону, или зону жизни в англоязычной литературе называют зоной Златовласки по имени героини сказки, известной на русском языке как «Три медведя».
В сказке Златовласка пытается выбрать предметы из трех наборов, в одном из которых предметы оказываются чересчур большими (твёрдыми, горячими ) в другом - совсем маленькими (мягкими, холодными), а в третьем - «в самый раз». Аналогично, для того, чтобы оказаться в обитаемой зоне, планета не должна находиться ни слишком далеко от звезды, ни слишком близко к ней, а на «правильном» удалении.
Экзопланета Gliese 667
Вокруг красного холодного карлика Глизе 667C обнаружены сразу три экзопланеты внутри зоны Златовласки. Таким образом, зона обитаемости у Глизе 667C заполнена до предела. У подобных тусклых и холодных звезд она расположена намного ближе, чем у Солнца.
Звезда входит в тройную систему Глизе 667, располагаясь на расстоянии почти 23 световых лет в созвездии Скорпиона. Два других компаньона являются более яркими оранжевыми карликами и видны с поверхности планет даже днем.
Все три планеты - суперземли. Суперземля - это класс планет, масса которых превышает массу Земли, но значительно меньше массы газовых гигантов. На поверхности экзопланет возможно присутствует жидкая вода.
Экзопланеты Kepler-62e и Kepler-62 f,или Утренняя звезда
Экзопланета, похожая на Венеру
Kepler-62 - одиночная звезда в созвездии Лира. Этот оранжевый карлик находится на расстоянии около 1200 световых лет от Солнца и его масса составляет примерно 69% массы Солнца, а возраст звезды оценивается в 7 миллиардов лет.
В 2013 году у Kepler-62 было открыто пять экзопланет, из которых планеты Kepler-62 e и Kepler-62 f, находятся в обитаемой зоне. Размеры планет примерно в полтора раза превышают размер Земли, поэтому они по всей вероятности являются твердыми и обладают атмосферой. Планета Kepler-62 e может оказаться полностью скрытой океаном, так как она обращается довольно близко к звезде и превышает Землю размерами. Планета Kepler-62 f может оказаться похожей на Венеру, скрытой под толстой атмосферой парниковых газов. Как полагают учёные, на последних двух планетах существуют условия для жизни.
Экзопланета Kapteyn b
Самая близкая и самая древняя планета в обитаемой зоне
Звезда Каптейна - одиночная звезда в созвездии Живописца. Находится на расстоянии приблизительно
13 световых лет от Солнца. Была открыта в 1897 году Якобусом Каптейном, в честь которого и получила свое название. Она занимает 25 место по близости к Земле.
Звезда представляет собой красный субкарлик, который испускает света в 250 раз меньше, чем Солнце и имеет массу около четверти нашего светила. К тому же звезда движется в обратную сторону в галактике, в отличие от большинства других звезд, и при этом обладает высокой скоростью движения.
Международная группа исследователей обнаружила две уникальные древние экзопланеты - Каптейн b и Каптейн c, которые вращаются вокруг звезды Каптейна. Каптейн b находится в зоне обитаемости, которая является самой старой и одной из самых близких потенциально обитаемых систем. Ей около 11,5 млрд. лет и она всего на 2 миллиарда лет моложе самой Вселенной.
Планета Kapteyn b- это суперземля, ее масса в пять раз больше массы нашей планеты. Вода на ней может находится в жидком состоянии. Период обращения вокруг звезды - 48 дней. Астрономы полагают, что эта планета может быть обитаемой. За время ее существования на небесном теле вполне могла зародиться жизнь, ведь условия для этого вполне благоприятные.
Другая экзопланета, Kapteyn c, находится дальше от звезды, имеет большую массу и на ней достаточно низкая температура.
Экзо-Уран
Планета, похожая на Уран
Впервые астрономы объявили об открытии экзопланеты, которая как они полагают, похожа на один из ледяных гигантов Солнечной системы - Уран или Нептун.
Радек Полески и его команда из Университета штата Огайо определили чужой мир, вращающийся вокруг двойной звездной системы, расположенной на расстоянии 25000 световых лет от Земли в направлении созвездия Стрельца. Эта экзопланета имеет похожую на Уран орбиту и характеристики, которые могут сделать ее первой планетой, имеющий состав Урана.
Уран и Нептун отличаются от двух других газовых гигантов Солнечной системы (Юпитера и Сатурна) тем, что в их толстых атмосферах присутствует огромное количество метанового льда, который придает этим планетам голубоватый оттенок. Орбитальное расстояние Урана и Нептуна заставило эти планеты идти по ледяной эволюции.
«Никто точно не знает, почему Уран и Нептун находятся на окраине Солнечной системы, тогда как наши модели показывают, что они должны были сформироваться ближе к Солнцу», - говорит Эндрю Гулд, научный исследователь из штата Огайо. «Одна из гипотез заключается в том, что они были сформированы гораздо ближе, но затем были «сдвинуты» Юпитером и Сатурном на задворки Солнечной системы».
Этот отдаленный экзо-Уран был открыт, когда планета двигалась перед своей родительской звездой. При этом, гравитационное поле, которое деформирует пространство-время, создало так называемый эффект микролинзирования.
«Только микролинзирование может помочь обнаружить эти холодные ледяные гиганты, такие как Уран и Нептун, которые расположены вдали от своих родительских звезд», - говорит Полески. «Это открытие показывает, что с помощью эффекта микролинзирования можно обнаружить планеты на очень далеких орбитах».
Экзопланета KOI-314
Мини-Нептун
Астрономы обнаружили в январе 2014 года планету KOI-314 c с той же массой, что и Земля, но на этом сходство и заканчивается. Мало того, что на планете слишком большая температура , чтобы вода в жидком виде могла существовать на ее поверхности, но у нее также радиус составляет приблизительно 1,6 радиуса Земли. То есть, ее плотность знасительно меньше и она оказалась воздушным мини-нептуном с протяженной атмосферой из водорода и гелия.
Планета обращается за 23,089 дня вокруг красного карлика KOI-314 в созвездии Лиры.
По своим характеристикам она относится к классу суперземель, находящихся между газовыми планетами-гигантами и планетами земной группы. Она слишком горячая, поэтому ни одна из известных форм жизни на Земле не может выжить в таких условиях. Температура планеты равна 154 градуса Цельсия.
Экзопланеты в скоплении Мессье
Есть ли планеты в звездных скоплениях?
Количество известных экзопланет около двух тысяч, но лишь считанные единицы находятся в звездных скоплениях. Одно из них, достаточно древнее скопление звезд расположено в созвездии Рака на расстоянии 2700 световых лет. Астрономы из Германии подвергли тщательному шестилетнему анализу 88 звезд из скопления Мессье 67. В результате скрупулезных поисков были обнаружены три внесолнечных планеты.
Первая из них замечательна тем, что ее родительская звезда относится к числу немногих найденных до сих пор «двойников Солнца» - она почти полностью идентична Солнцу по всем параметрам. Это первый «двойник Солнца» в звездном скоплении, у которого обнаружена планета.
Две из трех найденных планет относятся к типу «горячих юпитеров» - они сравнимы с Юпитером по размерам, но расположены гораздо ближе к своим светилам и поэтому гораздо горячее.
Но все три планеты ближе к своим звездам, чем внутренние границы «зон обитания» этих звезд - областей пространства, в пределах которых возможно существование жидкой воды.
“Наши новые результаты свидетельствуют о том, что в рассеянных звездных скоплениях планеты встречаются примерно так же часто, как и у изолированных звезд, просто их нелегко зарегистрировать”, - делает вывод Лука Паскини из ESO (Гархинг, Германия), соавтор исследования. “Эти результаты противоречат более ранним работам, в ходе которых планеты в скоплениях обнаружить не удавалось. Мы продолжаем наблюдать это скопление с целью выяснить, как различаются звезды, имеющие планеты и не имеющие их, по массе и химическому составу”.
Планета TrES-2b в созвездии Дракона
Самая черная планета
Экзопланета TrES-2b была открыта в августе 2006 года. Она вращается вокруг звезды в созвездии Дракона, находящейся на расстоянии 750 световых лет от Земли.
Орбита этой загадочной экзопланеты пролегает на расстоянии четырех миллионов километров от звезды, что в 10 раз меньше, чем расстояние от Меркурия до Солнца. При этом планета имеет массу, равную 1,1 массы Юпитера.
Анализ фотометрических данных показал, что планета отражает всего около одного процента падающего на нее света от родительской звезды, что делает TrES-2 самой черной планетой среди всех известных. По словам ученых, оказавшемуся рядом с планетой наблюдателю она показалась бы «чернее черной акриловой краски».
Звезда разогревает планету до температуры 1000 градусов Цельсия и ее атмосфера содержит газообразный натрий, калий и оксид титана, которые хорошо поглощают свет.
Но эта высокая температура приводит к тому, что экзопланета все же испускает слабое красное свечение, напоминающее горящие угли.
Экзопланета COROT-7b
Два мира одной планеты
Эта экзопланета (суперземля) была обнаружена в начале 2009 года в созвездии Единорога.
Она вращается вокруг звезды COROT-7, которая немного меньше, чем Солнце и находится на расстоянии 489 световых лет от Земли.
COROT-7b находится в приливном захвате звезды COROT-7, то есть, планета всегда повернута к светилу одной стороной, поэтому условия на освещенной и не освещенной сторонах очень сильно различаются. Темная сторона COROT-7b скорее всего покрыта толстым слоем льда, но другая сторона представляет собой огромный океан расплавленной лавы, температура которого 2600°C. Атмосфера в основном состоит из испарившейся породы, в верхних слоях она вновь застывает и выпадает на поверхность экзопланеты в виде каменного дождя.
Экзопланета Kepler-16b
Планета с кратной орбитой
В системе Kepler-16 AB астрономами открыта планета с кратной орбитой, которая обращается не вокруг одиночной звезды (как, например, Земля вокруг Солнца), а вокруг двойной звезды. Путь планеты в таком случае формируется в зависимости от орбиты вокруг двух звёзд.
Это означает, что, когда на планете Kepler-16b заканчивается день, там можно наблюдать двойной закат, утверждают ученые НАСА.
Они обнаружили, что свет обеих частей двойной звезды меркнет в разное время, но с повторяющейся регулярностью, что подтверждает вращение планеты вокруг обоих светил.
Планета Kepler-16b похожа на планету Татуин из киносаги "Звездные войны", но там вряд ли живет Люк
Скайуокер или кто - то еще.
Дело в том, что она представляет собой необитаемый газовый гигант, похожий на Сатурн. От Земли ее отделяет около 200 световых лет.
«Это действительно потрясающее открытие "Кеплера", - говорит Алан Босс из Научного института Карнеги. - Действительно захватывающе, что где-то есть планета, вращающаяся вокруг сразу двух звезд».
Click to viewArtist's impression of the Gliese 667C system