Обнаружение
и
исследование
планет во Вселенной
за пределами
нашей
Солнечной
системы

Вальчук
Т.Е.1,Бирюкова
Т.Е.2,Похиалайнен
М.В.2

1 –Институт
земного
магнетизма,
ионосферы и
распространения
радиоволн им.
Н.В. Пушкова
РАН, Россия,

2   –Гимназия
им. Н.В.
Пушкова, г.
Троицк,
Россия

Здесь
мы расскажем
о работе по
сбору и
анализу
материала о
наличии
планет вне
Солнечной
системы во Вселенной.
В работе
принимали
активное участие
учащиеся
Гимназии им.
Н.В. Пушкова в
рамках
шефства
ИЗМИРАН им.
Н.В. Пушкова
над
старейшей
школой
наукограда
Троицка. Актуальность
темы
стимулирует
живой интерес
к астрономии.
Внеклассное
обучение на примере
рассмотрения
астрофизических
тем
инициирует
учащихся к
широкомасштабному
изучению
астрономии,
астрофизики
и новейших
достижений в
космологии. Конкретный
материал
научных
исследований
содержит
сведения о
приборах,
методах исследований,
характеристиках
объектов, их расположении
в
космическом
пространстве
и
перспективах
научных
исследований
в будущем,
особенно
интересных
для тех, кто
предполагает
заниматься
научной
работой,
связанной с
изучением
Вселенной. Результаты
проведенного
анализа приводятся
ниже.

Введение

Ярчайший
представитель
эпохи
Возрождения,
философ
Джордано
Бруно был
сожжен на площади
Цветов в Риме
в 1600 году за
утверждение
о
существовании
множества
обитаемых
миров в
бесконечной
Вселенной.

До ХХ
века это
утверждение
великого
провидца не
было
подкреплено
доказательствами,
хотя по мере
развития
астрономии
совершенствовались
представления
о Вселенной и
ее
протяженности.
Но, поскольку
результаты
поисков
обитаемых миров
во Вселенной
(SETI) до
настоящего
времени были
безуспешны,
провозглашалась
концепция
уникальности
Солнечной
системы с
биосферой и
ноосферой
Земли, с ее
разнообразными
планетами, с
множеством
малых тел и уникальными
конфигурациями
спутниковых
систем
планет.

Но конец XX века
знаменателен
тем, что
появились
экспериментальные
возможности
обнаружения экзопланет
–
обращающихся
вокруг
отдаленных
звезд
планетных
тел, чьи
параметры с достоверностью
и
надежностью
были
установлены. Множество
"миров"
обрело
подтверждение,
хотя
уникальность
Солнечной
системы может
быть
обоснована и
сегодня {1,2] с
точки зрения
физических и
динамических
характеристик
тел
Солнечной
системы,
нашего
обитаемого
мира.

Наблюдения
экзопланет и
их
классификация

В работе [3] список
внесолнечных
планетных
систем и
планет у
радиопульсаров
включает
всего 34
экзопланеты
по результатам
научных
публикаций
до 2000 года.
Сейчас экзопланет
почти на
порядок
больше (см.
Интернет, APOD и др.) и
становится
ясно, что  число
обнаруженных
экзопланет
непрерывно растет.

Материалы
Интернета
обеспечивают
астрономов
новейшей
информацией
о последних открытиях:
4 апреля было открыто
8 экзопланет
в результате
научной
работы по
проекту SuperWASP. Этот
проект
основан на совместной
функции двух
автоматических
обсерваторий,
каждая из
которых
состоит из 8 телескопов.
Северная
обсерватория
расположена
на острове Ла
Пальма
(Канарские
острова)
вблизи
северного
побережья
Африки, южная
- на юге
Африки, обе
они
покрывают
наблюдениями
всю небесную
сферу.
Поиск
планет производится
методом
транзитов,
т.е. прохождений
планеты по
диску своей
звезды. Имеются
иные методы
обнаружения:
метод доплеровской
спектроскопии
(он же метод
лучевых скоростей),
наблюдения
событий
микролинзирования,
прямое
получение
изображений
экзопланет с помощью
инфракрасных
телескопов.

Однако в
начале
исследований
[3] понятие "планета"
потребовало
уточнений. Модельные
расчеты
указывают на
возможность
термоядерных
реакций у
тел, масса
которых
превышает 13
масс Юпитера.
Такие
объекты называют
коричневыми
карликами,
самыми слабо
светящимися
звездами.
Поэтому
экзопланетами
принято
называть объекты,
масса
которых не
превышает
указанные 13
масс Юпитера.
В работах А.
Барроуза отражена
декада
интенсивных
исследований
экзопланет от
открытия экзопланет
[4] до
обнаружения экзопланет-гигантов
[5]. Их
формирование
[6] и масса [7],
наличие
экзопланетных
систем [3],[8]
легли в
основу
классификации,
уже
сформировавшейся
и непрерывно
дополняемой
за счет поступлений
новых данных.

Тип экзопланеты
определяется
двумя
главными
параметрами
– массой и
температурой,
см. http://www.allplanets.ru.
Определены 3
типа: гиганты
(аналоги
Юпитер и
Сатурн),
нептуны
(сходны с
Ураном и
Нептуном) и
планеты
земного типа.
Химический
состав
гигантов
близок к звездному,
это водород и
гелий с
примесью
тяжелых элементов.
Состав
нептунов -
вода в виде
льда, метан,
аммиак и
сероводород,
примесь
силикатов и алюмосиликатов,
а водород и
гелий
составляют 15-20%.
Планеты
земного типа
состоят в
основном из
силикатов с
примесью
железа.

Температурный
режим
разделяет
экзопланеты
на горячие,
очень теплые,
теплые,
прохладные,
холодные,
очень
холодные и
ледяные планеты.
В Солнечной
системе
горячих
планет нет,
Венера -
теплая, а
Земля –
прохладная
планета.

Заключение

Разнообразие
обнаруженных
экзопланет в настоящее
время далеко
не отражает
весь
диапазон их
свойств.
Существенный
перевес в
сторону
гигантов на
близких к звезде
орбитах
свидетельствует
о преимущественных
возможностях
их
обнаружения. Обнаружить
более мелкие
и далекие экзопланеты
трудно.

Планет
земного типа
гораздо
меньше по отношению
к известным
экзопланетам
–уранам
и нептунам.
Их
обнаружение –
дело
будущего.
Интереснейшим
аспектом
исследований
экзопланет
является
поиск
аналогов
нашей Земли,
т.е. планет с
возможностью
возникновения
форм жизни,
подобных
земной. В
этом смысле
прямое
обнаружение
атмосферы у
экзопланеты
– указание на
возможность внеземной
жизни.

Информация
о составе
атмосферы
одной из экзопланет
была
получена Д. Чарбаннау
(Калифорнийский
технологический
институт) с
коллегами по
результатам
наблюдений звезды
HD 209458 на
Космическом
телескопе им.
Хаббла. Когда
экзопланета
проходит
между своей
(кстати,
подобной
Солнцу)
звездой и
Землей, натрий,
присутствующий
в атмосфере,
поглощает свет
с характерной
длиной волны.
Эта
низкоорбитальная
экзопланета была
открыта два
года назад. Ее
масса – 70%
массы
Юпитера.

Изучение
экзоатмосфер
на наличие
кислорода, воды
или метана
может привести
к обнаружению
биоиндикаторов,
возможных признаков
жизни во
Вселенной.

Гипотеза
Джордано
Бруно о
множественности
миров во
Вселенной
постепенно
обретает
научное
обоснование.

Работа
выполнена
при участии
группы школьников
Гимназии им.
Н.В. Пушкова г.Троицка,
благодарим
директора
Н.А. Тимошенко
за поддержку.

ЛИТЕРАТУРА

1.
Ксанфомалити
Л. 2006, Наука и
жизнь, 11, 28

2.
Ксанфомалити
Л. 2006, Наука и
жизнь, 12, 60

3.
Сурдин И.Г. 2000,
Природа, 7, 20

4.
Burrows A., Saumon D., Guilliot
T. et al. 1995, Nature, 375, 299

5.
Burrows A. 2005, Nature, 433, 261

6. Mannings V. 1998, Nature, 393,117

7. Boss
A.P. 1996, Nature, 379, 397

8  Lovis Ch.,
Mayor M., Pepe F. et al. 2006, Nature, 444, 305

Автор
картинок
художник
Алексей
Корецкий.