HD 40307g. Изображение с сайта upr.edu
Астрономы смутили публику сообщением о новой экзопланете
Некоторое время назад появилась новость о том, что учёные обнаружили потенциально обитаемую суперземлю, да ещё вдобавок в относительной близости (по астрономическим меркам) от Земли — на расстоянии всего 42 световых лет.
Эта новость, конечно же, вызвала бурную реакцию читателей, некоторые из которых даже кинулись паковать чемоданы для полёта к братьям по разуму. Виной тому, как всегда, стало несовпадение ожиданий и действительности — под потенциально пригодными для обитания планетами учёные и простые люди понимают совершенно разные вещи.
Экзопланеты-экстремалы
Первая экзопланета, то есть планета вне нашей Солнечной системы (их ещё называют экстрасолнечными планетами — от латинского extra, что значит "вне", "снаружи"), была открыта в 1988 году канадскими астрономами Брюсом Кэмпбеллом (Bruce Campbell), Гордоном Уолкером (Gordon Walker) и Стефенсоном Янгом (Stephenson Yang).
Впрочем, результаты учёных современниками признаны не были и подтвердились только в 2002 году, поэтому отсчёт в истории открытия экзопланет принято вести с работы Мишеля Майора (Michel Mayor) и Дидье Квело (Didier Queloz) из университета Женевы. Им удалось обнаружить планету массой около 0,5 юпитерианской, вращающуюся вокруг звезды 51 Пегас. Система находится на расстоянии 50 световых лет от Земли в одноимённом созвездии, а сама звезда относится к спектральному классу G, тому же, что и наше Солнце.
После этого появление более совершенных технологий наблюдения за космическим пространством, в частности, развитие спектроскопии (изучения спектра электромагнитного излучения), привело к тому, что открытие экзопланеты стало довольно обыденным явлением.
Как следствие, началась гонка за рекордами — то есть за такими экзопланетами, в описание которых можно вставить "самая" или "первая".
Скажем, самая маленькая (самая большая, кстати, менее интересна — это коричневые карлики, представляющие собой переходное звено между планетами и звёздами) из известных на настоящий момент экзопланет была открыта в январе 2011 года. Она носит название Kepler-10b и располагается в созвездии Дракона в Северном полушарии на расстоянии около 560 световых лет от Земли. Масса этой планеты, по уточнённым данным, около трёх земных, а радиус — 1,4 земных.
Kepler-10b
Она же, кстати, является обладателем титула "первая каменистая экзопланета". Дело в том, что определение одновременно массы и размера планеты требует использования целого арсенала технических средств, которых в распоряжении одной научной группы часто не бывает. Поэтому по некоторым параметрам учёные ограничиваются грубыми оценками, полученными либо из имеющихся у них данных наблюдений, либо из компьютерных моделей.
Эти же модели запрещают существование очень маленьких газовых гигантов, поэтому, если планета достаточно мала, её записывают в каменистые, при том что практических подтверждений в виде, например, оценки на плотность, у учёных может и не быть. Так что термин "каменистая планета" — это вольность речи, главное назначение которой, по сути, привлечь внимание к работе. Ведь каменистая планета — это почти Земля.
Другим занятным рекордом является существование планет с более, чем одним солнцем, то есть таких, которые находятся в системе из нескольких звёзд. Вообще, кратные звёздные системы в космосе — дело довольно обычное. Если коллапсирующая масса газопылевого облака имеет достаточно большой угловой момент (то есть вращается достаточно сильно), то на последних этапах формирования плотный сгусток может разорвать на две, три и более частей. При этом из каждой части образуется звезда. Вместе с тем до недавнего времени считалось, что в таких системах планеты формироваться не могут, поскольку гравитационное взаимодействие звёзд должно разметать протопланетный диск.
Впервые такого рода планета была обнаружена в сентябре 2011 года. Kepler-16b (именно так она называется) совершает один оборот вокруг двойной звезды на расстоянии 200 световых лет от Земли за 229 дней. В заголовки планета попала под именем Татуин — по аналогии с планетой из мира "Звёздных войн".
Kepler-16b
Пригодные для обитания миры
Однако любимой темой учёных и публики, конечно, являются потенциально обитаемые планеты. Сразу необходимо отметить, что строгого научного определения у этого термина нет. Если говорить в общем, то к потенциально обитаемым относят каменистые планеты, на поверхности которых может существовать жидкая вода. По сути эти три условия — ограничения на массу, диаметр и расстояние до звезды.
Иногда астрофизики накладывают дополнительные требования — например, звезда должна быть определённого спектрального типа, чтобы исключить звёзды с особенно резким излучением. Впрочем, по большому счёту все эти условия представляют собой спекуляции — ни общепринятого определения понятия "жизнь", ни уж тем более чётких представлений о необходимых для формирования этой самой жизни условиях у учёных нет.
Но, как бы то ни было, сейчас известно шесть кандидатов на звание потенциально обитаемой экзопланеты. Четыре из них — Gliese 581d, Gliese 667Cc, Gliese 581g и Gliese 163c — располагаются вокруг красных карликов (тип M). Как уже говорилось, консенсуса среди учёных по поводу того, планеты вокруг каких звёзд достойны звания обитаемых, не достигнуто. Среди препятствий называются, например, спектральные особенности - большая часть энергии красного карлика приходится на излучение в инфракрасном спектре, что, конечно, непригодно для привычного нам фотосинтеза.
Другая проблема — приливной захват: если планета расположена достаточно близко к звезде, то под воздействием приливных сил светила она выстраивает своё вращение так, что один оборот вокруг собственной оси она делает за один оборот вокруг звезды. Фактически это означает, что планета всегда будет повернута к звезде одним боком — так же, как Луна постоянно повёрнута к Земле только одной своей стороной.
При таком положении половина небесного тела будет всегда нагрета, а половина — всегда охлаждена. Несмотря на столь экстремальные условия, учёные, однако, не спешат исключать такие планеты из потенциально обитаемых — по мнению специалистов, скажем, плотная атмосфера вполне может взять на себя роль переносчика тепла от освещенного полушария к неосвещённому.
Ещё один кандидат на звание пригодной для обитания планеты, HD 85512, вращается вокруг звезды класса К. Наконец, единственная экзопланета, движущаяся вокруг солнцеобразной звезды (G-класс) — Kepler-22b. Она была открыта в декабре 2011 года и располагается на расстоянии 600 световых лет от Земли.
Kepler-22b
Пригодная для жизни Суперземля
Теперь же можно перейти к недавней новости о суперземле. Итак, сообщалось, что астрономы обнаружили рядом со звездой HD 40307 планету, потенциально пригодную для жизни (препринт). Звезда, вокруг которой вращается планета, располагается на расстоянии 41,8 световых года (с погрешностью 0,8 световых года) в созвездии Живописца и относится к спектральному классу К.
Ранее учёным уже удалось обнаружить вокруг звезды три планеты с массами 4,2, 6,8 и 9,2 земных, однако все они находились слишком близко к звезде — радиусы их орбит не превышали 0,15 астрономической единицы (1 астрономическая единица равна расстоянию от Земли до Солнца).
Прежние планеты были обнаружены с помощью спектрографа HARPS, установленного в обсерватории Ла-Силла, принадлежащей Европейской южной обсерватории. В новой работе учёные провели повторный анализ данных HARPS. Как оказалось, при проведении прежнего анализа были пропущены целых три планеты. Две из них — относительно небольшой массы (1—3 земной) — вращаются вокруг звезды с периодами 34 и 51 день. Третья же планета, получившая обозначение HD 40307g, вращается вокруг звезды с периодом примерно 200 дней, а её масса составляет около 7 земных. Именно эта планета и попала в новости.
Спектральные классы звезд
Подготовленный рассказом, читатель сразу обратит внимание на то, что спектральный тип звезды вовсе не G, а K. Этот тип располагается между M и G. Другой важный нюанс: в сообщении отсутствует информация о диаметре планеты, поэтому тот факт, что она является каменистой, вообще говоря, представляет собой недоказанную гипотезу. Что касается приливного захвата, то учёные не исключают и его.
Получается, что паковать чемоданы для полёта к HD 40307g ещё рановато. Впрочем, можно надеяться, что ощущение легкого разочарования у читателя сгладится тем фактом, что теперь он без труда сможет разобраться даже в самых сенсационных новостях о потенциально обитаемых планетах. А это дорогого стоит.
Андрей Коняев
http://lenta.ru/articles/2012/11/12/exoplanet/" target="_blank">lenta.ru
Свежие комментарии