Фотографии экзопланет

  • воскресенье, 18 мая, 2014 - 07:56

    Планеты за пределами Солнечной системы, экзопланеты – лакомая и чрезвычайно сложная добыча для астрономов. А самое лакомое и самое трудное – получить фото экзопланет. Однако, в наши дни астрономы могут и такое. Имеется довольно богатая коллекция фотографий экзопланет, сделанных, как это может показаться странным, наземными телескопами. Более того, уже есть экзопланеты, открытые путём непосредственного наблюдения!

    Первое фото реальной экзопланеты

    Экзопланета возле звезды 1RXS J160929.1-210524

    Экзопланета возле звезды 1RXS J160929.1-210524, открытая в результате непосредственного наблюдения в 2008 году. Планета открыта обсерваторией Gemini.

    Первой экзопланетой, открытой путём непосредственного наблюдения была планета обращающаяся вокруг звезды 1RXS J160929.1-210524 в созвездии Скорпиона. Центральная звезда – оранжевый карлик, чуть меньше Солнца и, к тому же, чрезвычайно молодой. Расстояние от звезды до планеты порядка 330 а.е. (1 а.е. – астрономическая единица, расстояние от Земли до Солнца), для сравнения – радиус орбиты Нептуна в 10 раз меньше, масса планеты порядка 8,4 массы Юпитера, но планета очень горячая, порядка 1500 градусов Цельсия, что намного больше чем может нагреть центральная звезда на таком расстоянии. По всей видимости, планета недавно образовалась и сейчас продолжает остывать.

    Понятное дело, что в данном случае условия практически идеальные: относительно слабая центральная звезда, сама планета крупная, а значит яркая, отражает много света, к тому же очень далеко от своего светила, не теряется в его лучах.

    Первый успех окрылил и вскоре такие фото экзопланет посыпались как из рога изобилия.

    Планетная система и состав атмосферы экзопланеты

    Из того что есть на сегодняшний момент интересна планетная система HR 8799. Находится на расстоянии 129 св. лет от Земли, в созвездии Пегаса.

    Планетная система HR 8799, открыта методом непосредственного наблюдения в инфракрасном диапазоне.

    Планетная система HR 8799, открыта методом непосредственного наблюдения в инфракрасном диапазоне. На фото видны экзопланеты b, c и d, планета e, как и сама звезда (которая всегда a) закрыта специальным диском, маскирующим свет центральной звезды.

    Звезда HR 8799 – молодая, всего 60 млн. лет, все обнаруженные экзопланеты относятся к планетам-гигантам, имеют массы порядка 10 масс Юпитера и вращаются на расстояниях от 15 до 68 а.е., что, в общем-то, соответствует той ситуации с планетами-гигантами, которую мы наблюдаем в Солнечной системе. Эта система интересна тем, что в ней впервые удалось наблюдать спектр атмосферы экзопланеты (HR 8799 c), а значит и определить состав этой атмосферы. Оказалось что по своему составу HR 8799 c существенно отличается как от Юпитера, так и от того, что ожидали астрономы на основе своих теорий.

    Самая свежая планетная система или откуда к нам дует пылью?

    Ещё одна интересная экзопланета – планета обращающаяся вокруг звезды Бета Живописца (Живописец – одно из созвездий южного полушария). Планета вращается почти по круговой орбите вокруг очень молодой звезды. Расстояние от звезды до планеты почти такое же как от Солнца до Сатурна.

    Бета Живописца с планетой и протопланетным диском

    Бета Живописца с планетой и протопланетным диском (показан красным цветом). Для сравнения пунктиром показан размер орбиты Сатурна. Источник – Википедия, исходное изображение – European Southern Observatory (ESO).

    Эта экзопланета, кстати, тоже была открыта методом непосредственного наблюдения. Сейчас за планетой β Pictoris b ведутся регулярные наблюдения для точного определения её орбиты. Последняя фотография признана лучшим фото экзопланеты за всю историю наблюдений:

    Экзопланета β Pictoris b

    Экзопланета β Pictoris b, фото от мая 2014. Фото получено обсерваторией Gemini.

    Звезда Бета Живописца сама по себе очень интересна. Это молодая звезда с мощным протопланетным диском, находится в 63 св. годах от нас. Бета Живописца – первая звезда, у которой был обнаружен протопланетный диск, структура этого диска позволяет предположить, что в системе звезды есть ещё планеты, возможно – земного типа. Также от этой звезды идёт поток космической пыли, который проникает в Солнечную систему. Судя по всему, планетная система Беты Живописца находится в самой активной фазе формирования.

    И чтобы это значило?

    Рассказ о непосредственно наблюдаемых экзопланетах можно было бы продолжать, но, наверное, пора сделать некоторые обобщения. Прежде всего, сегодня уже ясно, что экзопланеты – довольно обычное явление в Галактике и очень многие звёзды имеют собственные планетные системы. Непосредственные наблюдения экзопланет также стали весьма обычным делом и, хотя, непосредственно наблюдать экзопланеты земного типа пока не получается, время, когда это станет возможным, тоже не за горами.

    Также выяснилось что массивные планеты, удалённые на сотни а.е. от светила являются обычным делом. В солнечной системе тоже полно косвенных указаний на существование массивной планеты на расстоянии более сотни а.е. от Солнца. Странно что её до сих пор не обнаружили.

    Интересно также то, что экзопланеты чаще обнаруживают у молодых звёзд. Может в этом и следует искать разгадку парадокса Ферми – отсутствие признаков разумной жизни во Вселенной, при том что из теоретических выкладок следует что Вселенная должна быть плотно заселена? Возможно, что в процессе эволюции Вселенной, условия, при которых возможно возникновение жизни вообще и разумной жизни в частности, сложились совсем недавно? Тогда получается что мы – одни из первых. Это может вселять некоторый оптимизм, потому как в противном случае – см. тут.

    Откуда картинки?

    Как уже заметили читатели, поставляют фото экзопланет нам большей частью две обсерватории: VLT и Gemini.

    VLT – дословно: Very Large Telescope, Очень большой телескоп (это официальное название такое). Расположен в пустыне Атакама, Чили. Состоит из четырёх телескопов диаметром зеркала 8 м., эти телескопы могут работать и по отдельности, а могут и объединяться разными способами. Тогда они достигают совершенно потрясающей чувствительности и разрешающей способности.

    Gemini. На самом деле, это две обсерватории, расположенные одна на Гавайях, другая в Чили. В обеих обсерваториях стоят одинаковые телескопы с 8 метровым главным зеркалом (потому и Gemini, что значит – Близнецы) и мощной адаптивной оптикой, позволяющей убирать искажения, вносимые атмосферой.

    А как же хвалёные космические телескопы?

    Старина Хаббл изначально не был таким уж мощным аппаратом, диаметр главного зеркала (главный показатель любого телескопа) всего 2,4 метра. Его преимущество в том что он находится далеко за пределами атмосферы Земли, а значит нет искажений и потерь света, порождаемых воздушной средой. Но время шло, появилась адаптивная оптика, построили более мощные инструменты и сегодня те же VLT и Gemini позволяют достичь разрешения большего чем Хаббл и снимать более тусклые объекты.

    Чтобы превзойти наземные инструменты, надо выводить на орбиту телескоп с диаметром объектива 4 метра и более, да лучше не один, а парочку, чтобы можно было собрать из них оптический интерферометр, да с адаптивной оптикой, да... Но на фоне разразившихся в последнее время кризисов и политических срачей, перспективы такого события, изначально-то не особо реальные, выглядят всё более и более призрачными... Увы.

Поддержите наш проект!

Чем активнее Вы поддерживаете наш проект, тем меньше на нём будет рекламных статей и прочих рекламных материалов, тем чаще будут выходить интересные и полезные статьи.