Астронет > Другие планетные системы

Астронет: В. А. Арнетт/ГАИШ Девять планет
http://variable-stars.ru/db/msg/1170734/other.html

Девять планет

Другие планетные системы?

Есть ли другие планетные системы у других звезд помимо нашей солнечной системы? Абсолютно точно мы пока этого не знаем. Но в связи с последними открытиями 51 Pegasi, 70 Virginis и 47 Ursae Majoris в их существовании могут сомневаться лишь "адвокаты дьявола". Ниже приведено кое-что из того, что мы уже знаем (эти данные довольно не полные; для получения более полной информации, пожалуйста, смотрите ссылки ниже):

Факты

Три небольших тела были обнаружены на орбите вокруг пульсара PSR 1257+12. Они были обозначены соответственно "PSR1257+12 A, ...B и ...C". Одно из них размером приблизительно с Луну, два другие имеют массу в две-три массы Земли.
Они были открыты благодаря небольшим изменениям периода импульсов пульсара, которые были объяснены гравитационными эффектами, связанными с тремя небольшими планетами. Первоначальные наблюдения были подтверждены, но, конечно, никаких изображений здесь не могло быть получено - это лежит за пределами возможностей наших лучших телескопов.
По всей видимости, планеты образовались после вспышки сверхновой, породившей этот пульсар. Данные планеты могли первоначально находиться внутри оболочки предсверхновой и, как следствие, имели небольшой шанс остаться связанными с пульсаром после вспышки сверхновой и в любом случае не могли остаться на круговых орбитах после этого взрыва.
За несколько десятилетий регистрации моментов прихода импульсов от пульсара PSR 0329+54 (PKS B0329+54) Татьяной Шабановой (радиоастрономическая обсерватория физического института им.Лебедева в Пущино) были обнаружены следы планеты с периодом 16.9 лет и массой >2 масс Земли.
Но хотя следы планет у пульсаров достаточно четкие мы все-таки не можем говорить о них как о настоящих 'солнечных системах'.
Начиная с 1983 года было известно, что звезда Beta Pictoris окружена газопылевым диском. В спектре $\beta$ Pictoris обнаружены абсорбционные детали, которые сейчас отождествляются с кометообразными облаками газа, затмевающими звезду. Эти облака, вероятно, оставались эпохи от образования планет. Хотя здесь все еще очень неопределенно, кое-кто верит, что вокруг $\beta$ Pictoris могли уже образоваться планеты.
Космический Телескоп им. Хаббла (HST) провел ряд наблюдений $\beta$ Pictoris (справа) и обнаружил значительно более тонкий диск, чем предварительно предполагалось. Оценки основанные на изображениях с телескопа Хаббла показали, что толщина диска не больше, чем 1600 миллионов километров (т.е. в 4 раза меньше, чем считалось ранее, на основе наземных наблюдений). Этот диск виден с Земли почти с ребра. Так как у космической хватило времени, чтобы переместиться в такой тонкий и плоский диск, то диск может быть гораздо старше, чем считалось ранее. Тонкий диск также увеличивает вероятность того, что в ходе аккреции внутри такого диска сформируются тела размерами с комету или даже больше. Согласно современной теории считается, что оба эти условия выполнялись и в гипотетическом околозвездном диске вокруг нашего Солнца, который был необходимым предшественником фазы образования планет в нашей Солнечной системе.
Более поздние наблюдения с HST показали, что диск слегка искривлен, возможно из-за гравитационного взаимодействия с планетами. Это предположение было подтверждено наблюдениями в ESO.
Современные наблюдения газового облака, известного как глобула Бока B355 (Bok Globule B335) в радио диапазоне позволили получить изображения вещества, коллапсирующего на недавно сформировавшуюся звезду (ее возраст составляет всего лишь 150,000 лет). Эти наблюдения помогли понять, как образуются звезды и планеты. Наблюдения данного явления хорошо согласуется с теорией образования Солнечной системы - большое газовое облако сжималось, образуя звезду окруженную околозвездным диском, из вещества которого в свою очередь конденсировались планеты, обращающиеся вокруг Солнца.
Инфракрасная обсерватория IRAS обнаружила избыток инфракрасного излучения у Веги, что может быть признаком пылевой оболочки (с массой, возможно, порядка массы Луны).
Наблюдения очень близкой звезды Барнарда показали следы гравитационного взаимодействия с планетами, но, по всей видимости, это были ошибки наблюдений (т.к. эффект не подтвердился).
У звезды Gl229 похоже обнаружен объект с массой около 20 масс Юпитера, обращающийся на расстоянии 44 а.е. от нее. Но объект такой массы, по всей видимости, должен является коричневым карликом, а не обычной планетой.
Об открытии первой планеты, обращающаяся вокруг нормальной похожей на Солнце звезды, объявили астрономы, изучающие звезду 51 Пегаса, которая имеет спектральный тип G2-3 V, находится на главной последовательности и расположена на расстоянии в 42 световых года от Земли. На конференции во Флоренции, в Италии, Мишель Мейор (Michel Mayor) и Дидье Кело (Didier Queloz) из Женевской обсерватории объявили, что во время их наблюдений 51 Пегаса на спектрографе сверхвысокого разрешения было обнаружено, что лучевая скорость звезды изменяется на 70 метров в секунду каждые 4.2 дня. Если эти значения перевести в орбитальное движение, то получается, что расстояние от планеты до 51 Пегаса составляет всего лишь 7 миллионов километров - значительно меньше, чем от Меркурия до Солнца -- и планета имеет массу примерно равную половине массы Юпитера. Эти физические характеристики получены в предположении, что луч зрения лежит приблизительно в орбитальной плоскости планеты. К счастью другие факты подтверждают такой выбор. Мир расположенный на расстоянии 7 миллионов километров от звезды подобной 51 Пегаса должен иметь на поверхности температуру порядка 1000 градусов по Цельсию, что близко к температуре красного каления. Сначала думали, что эта планета может представлять из себя твердое тело, подобное большому Меркурию, но позже сошлись на мнении, что это "горячий Юпитер", газовая планета, которая сформировалась на гораздо большем расстоянии от звезды, а затем приблизилась к ней.
Эти наблюдения теперь подтверждены несколькими независимыми наблюдателями. Также имеются некоторые указания на существования второй планеты, находящейся гораздо дальше от звезды, но это пока не подтверждено.
[Звезда 51 Пегаса 5.5-величины, ее легко увидеть в бинокль, высоко в вечернем небе осенью, между альфой и бетой Пегаса, западнее пары звезд Большом Квадрате Пегаса. Координаты этой звезды На эпоху (равноденствия) 2000 года: прямое восхождение 22 часов 57 минут, склонение. +20 градусов 46 минут.]
17 января 1996 года Джефри Марси (Geoffrey Marcy) и Поль Батлер (Paul Butler) объявили об открытии планет обращающихся вокруг звезд 70 Девы (70 Vir) и 47 Большой Медведицы (47 UMa). 70 Vir - звезда спектрального класса G5V (главная последовательность) находящаяся на расстоянии около 78 световых лет от Земли; 47 UMa имеет спектральный класс G0V и находится на расстоянии около 44 световых лет от Земли. Эти открытия были сделаны по допплеровскому смещению, как и для звезды 51 Пегаса.
Планета около 70 Vir обращается вокруг звезды по эллиптической вытянутой орбите за 116 дней и имеет массу приблизительно в девять раз превосходящую Юпитер. Используя стандартную формулу баланса между освещением, излучением и поглощением, Марси и Батлер рассчитали, что температура на планете около 86 градусов по Цельсию, достаточно прохладно для того, чтобы там существовала вода и органические молекулы. Звезда 70 Vir очень похожа на Солнце, хотя она на несколько сотен градусов холоднее и, возможно, на три миллиарда лет старше.
Планета около 47 UMa была открыта в результате анализа восьмилетних наблюдений на Ликской Обсерватории. Ее период немного меньше, чем три земных года (1100 дней), масса в три раза больше чем у Юпитера, а орбитальное расстояние в два раза превосходит расстояние от Земли до Солнца. Весьма вероятно, что на этой планете в атмосфере имеется область, в которой температурный режим позволяет существовать жидкой воды.
В апреле 1996 года, доктора Марси и Ватлер (Marcy и Butler) открыли еще одну планету, вращающуюся, на этот раз, вокруг звезды HR3522 (она же $\rho$ 1 Cancri, 55 Cancri), находящуюся на расстоянии 45 световых лет от Земли. По оценкам масса этой планеты составляет около 0.8 масс Юпитера. Вполне вероятно, что еще несколько планет будет обнаружено в первой группе из 120 звезд, за которыми они следили.
Еще несколько внесолнечных планет были открыты методом Батлера-Марси. Похоже, что таких планет во Вселенной очень много.
Другая внесолнечная планета была открыта около звезды 16 Cygni B. Но в отличие от всех других открытых до нее планет у этой очень большой эксцентриситет орбиты (0.6); удаление планеты от звезды меняется от 0.6 а.е. в ближайшей точке до 2.7 а.е. Существование этой планеты - серьезная проблемы для многих теорий образования планет.
Обнаружить внесолнечную планету очень трудно. Даже Космический телескоп имени Хаббла (HST) не сможет увидеть планеты при ожидаемых размерах и удалениях их от своих звезд.
Зато HST обнаружил там диски околозвездного вещества (их силуэты, видимые на фоне Туманности Ориона, были названы 'проплиды' ('proplyds') - 'прото-планетные диски') (фото справа). Это очень весомое доказательство того, что такие объекты существуют, но расстояния до них столько велики, что трудно сказать что-нибудь конкретное о существоании там планет. Сегодня доступны более детальные изображения с HST.
Тем не менее, при некоторых обстоятельствах возможно непосредственно зарегистрировать инфракрасное излучение планеты очень больших размеров (с Юпитер или больше).
Хаббловскому телескопу посчастливилось получить изображение, которое трактуется, как планета улетающая из двойной звездной системы. Смотри сообщение от 28 мая 1998 года. Если оно подтвердиться, то существование внесолнечных планет станет неоспоримым.

Подробнее о других планетных системах

Поиск Внесолнечных Планет: краткая история, открытия и планы на будущее (очень исчерпывающе!)
Энциклопедия Внесолнечных Планет
exoplanets.org
Открытие Внесолнечных Планет Марси, Батлер и др
Обнаружение планет вокруг других звезд Марси, Батлер и др (статья из энциклопедии)
хорошая подборка Планеты найденные вне Солнечной системы на сайте "Дарвин"
страница ЭКЗОПЛАНЕТЫ Эрика Мамаджека (Erik Mamajek)
Известные Планетные Системы (удобная таблица)
Extrasolar Visions путеводитель по внесолнечным планетам
домашняя страница 51 Pegasi
абстракт статьи "Разногласия и трудности при обнаружении планет" др.Марси (Marcy)
абстракт статьи "Планета около 51 Pegasi" др.Марси (Marcy)
Преспективы обнаружения внесолнечных гигантских планет (postscript файл)
глобулы Бока
Поиск планет вокруг других звезд, Андрэ Фракнои (Andrew Fraknoi), Тихоокеанское Астрономическое Общество
Другие миры, далекие солнца
карты неба
планеты в двойных системах найденные VLA
предполагаемые космические эксперименты:
- программа NASA Исследование ближайших планетных систем (ExNPS)
- Проект Дарвин (Darwin Project), проект ESA космического инфракрасного интерферометра
- Кеплер, недорогая миссия по обнаружению подобных Земле планет

Нерешенные Вопросы

Вероятно множество планетных систем будет еще открыто с помощью метода которым были обнаружены планеты у 51 Pegasi, 70 Virginis и 47 Ursae Majoris. Нас ожидает интересная эпоха!
Планетная система 51 Пегаса совершенно не похожа на нашу Солнечную систему. Но системы 70 Vir и 47 UMa кажутся более "нормальными". Зная о существовании несколько планетарных систем, теперь возможно сделать более общие утверждения и лучше протестировать теорию образования планет.
Ни одна из открытых до сих пор внесолнечных планет не имеет ничего общего с Землей. Как нам получить больше информации о внесолнечных планетах подобных Земле? Будет ли финансироваться программа ExNPS?
Как можно создать планету с большим эксцентриситетом?
[абстракт статьи др.Фракнои (Fraknoi)]:
Интерес многих астрономов к открытию внесолнечных планет увеличивается в связи с осознанием того, что это может быть скоро технически осуществимо. Новые разработки телескопов и возможные запуски новых космических аппаратов подталкивают многих ученых к пересмотру и улучшению методов, с помощью которых могут быть открыты новые планеты. Прямая регистрация излучения от далекой планеты могла бы быть самым оптимальным методом их открытия и оценки осуществимости различных поисковых стратегий. Астрономы обычно используют Юпитер, в качестве эталона для других планет. Однако, в принципе, внесолнечные гигантские планеты (EGP) могут лежать в широком диапазоне масс и, как следствие, быть значительно ярче Юпитера. Более того, максимальная масса планет не известна априори и наблюдения нужны, чтобы ее определить. Мы предсказываем значения оптического и инфракрасного потоков излучения от гигантских внесолнечных планет, которые будут обнаружены поисковыми программами в течение нескольких ближайших лет.

... Солнце ... Межпланетная Среда ... Другие планетные системы ... Наблюдение ...

Билл Арнетт; последнее обновление: Оригинальный сайт Девять Планет; автор Вильям А. Арнетт; последнее обновление: 8 января 2001 года