Новости: Экзопланеты

Открытие в 2016 году планеты Проксима b стало настоящей сенсацией. Землеподобный объект, расположенный у ближайшей к Солнечной системе звезды Проксимы Центавра всего в 4,24 светового года от нас, да еще и представляющийся весьма обещающим кандидатом на наличие жизни – ну как тут не радоваться? К сожалению, новые результаты наблюдений за экзопланетой рушат все наши надежды на потенциал ее обитаемости, не говоря уже о нашем желании когда-нибудь отправить туда космический аппарат для исследований.

Художественное представление вспышки звезды Проксимы Центавра, созданное на основе полученных данных наблюдения за светилом

Проанализировав данные, собранные сетью радиотелескопов ALMA (Атакамская большая антенная решетка миллиметрового диапазона), ученые недавно выяснили, что звезда Проксима Центавра в марте 2017 года выбросила в космос просто колоссальную по своим размерам вспышку. Если на планете Проксима b и существовала какая-либо форма жизни, то вспышка, оказавшаяся в 10 раз мощнее и ярче самой яркой и мощной вспышки на нашем Солнце, ее просто выжгла.

«24 марта 2017 года оказалось не совсем обычным днем как для звезды Проксима Центавра, так и для планеты Проксима b», — сообщила в пресс-релизе Национальной радиоастрономической обсерватории Мередит Макгрегор, астроном из Института Карнеги.

Из проанализированных данных научная команда Макгрегор выяснила, что в течение всего 10 секунд яркость звезды Проксимы Центавра возросла в этот день в 1000 раз. При этом все событие в целом (включая предыдущую менее яркую вспышку) длилось менее двух минут. Но за это время планета Проксима b подверглась уровню радиации, в 4000 раз превышающему уровень радиации, которому обычно подвергается Земля во время солнечных вспышек.

Для всего живого, что могло находиться в тот момент на поверхности планеты, это событие, вероятнее всего, оказалось последним.

«Весьма вероятно, что все живое, если таковое имелось на планете Проксима b, было уничтожено под воздействием колоссального энергетического излучения, возникшего в результате этой вспышки. За миллиарды лет с момента своего формирования Проксима b могла подвергнуться вспышкам, аналогичной этой. Сила последней вспышки оказалась настолько велика, что она без проблем испарила бы любую атмосферу или океан, фактически стерилизовав поверхность планеты. Из этого можно также сделать вывод, что не только «правильная» дистанция от звезды до планеты должна играть решающее значение в определении потенциала обитаемости того или иного мира, а также говорить о возможности наличия на поверхности планеты жидкой воды», — добавила Макгрегор в пресс-релизе.

Кеплер таки всё:

Кончились и гироскопы и топливо.

Две землеподобных экзопланеты обнаружены на орбитах вокруг звезды Тигардена.

Массы лишь слегка превышают массу Земли и обе находятся в обитаемой зоне.

До звезды всего 12,5 световых лет.

Нобель за открытие. В общем-то не грех было бы и раньше дать.

---

Открытие Мишеля Майора и Дидье́ Кело́ в октябре 1995 года прозвучало как гром с ясного неба. Найдено периодическое смещение спектральных линий солнцеподобной звезды 51 Пегаса (рис. 1). Смещение линий вызвано эффектом Доплера — поверхность звезды то приближается к нам, то удаляется от нас. Естественная интерпретация — звезда вращается вокруг общего центра тяжести с некой планетой.

Рис. 1. Исторический рисунок из работы Mayor & Queloz (1995). Изменение лучевой скорости звезды 51 Пегаса в зависимости от фазы периода (4,2 дня)

Но что это была за планета? Из величины доплеровского смещения и периода следовало, что это планета, которой не может быть! Планета с массой порядка массы Юпитера, обращающаяся вокруг звезды за 4 дня, в 20 раз ближе, чем Земля к Солнцу. Там вообще не может быть планет, тем более гигантов — им там не из чего образоваться! В такой близости к звезде нет вещества, там действуют огромные приливные силы, препятствующие росту планет.

Научная общественность поверила в открытие не сразу. Первая типичная реакция: это не планета, это периодическое дыхание звезды. Дыхание звезды действительно может дать синусоидальное изменение лучевой скорости. Но при этом будет меняться и яркость, но не так, как в случае планеты, — с другой амплитудой и фазой. У 51 Пегаса яркость менялась именно так и в той фазе, как это было бы в случае планеты. В течение одного-двух месяцев научная общественность признала открытие экзопланеты.

Строго говоря, Майор и Кело открыли не первую экзопланету2. Во-первых, раньше были найдены планеты, обращающиеся вокруг пульсаров. 1991 году Александр Вольщан нашел периодический сдвиг фазы им же обнаруженного пульсара. Вскоре в сигнале от этого пульсара прорисовались еще два периода — всего три планеты, одна из которых по массе сравнима с Луной. Но это были неправильные планеты! Дело в том, что пульсар образуется при взрыве сверхновой, который разрушает планетную систему — планеты либо испаряются, либо выбрасываются. Пульсарные планеты, скорее всего, образовались после взрыва сверхновой из остатков взорвавшейся звезды — та часть материала (небольшая), что была выброшена при взрыве с минимальной скоростью, образовала новый протопланетный диск, а затем и новые планеты. Конечно, условия на этих планетах чудовищные…

Методика обнаружения пульсарных планет несравненно проще, чем для нормальных звезд: пульсар — точнейший таймер, и нужно просто поймать периодический сдвиг его фазы. Явление это не столь частое — известно всего три пульсара с планетами. Тем не менее Вольщан совершил интереснейшее открытие, и можно предположить, что если бы вся премия этого года пошла на экзопланеты, то он бы стал третьим лауреатом.

Кроме открытия пульсарных планет, до 1995 года произошло еще одно «недооткрытие» и одно упущенное открытие экзопланет. В 1988 году канадские астрономы Брюс Кэмпбелл, Гордон Уолкер и Стефенсон Янг опубликовали статью с указаниями на планету у звезды Гамма Цефея. Период обращения — 2,5 года, минимальная масса планеты — 1,6 массы Юпитера. Авторы не слишком настаивали на открытии: точность данных и статистическая значимость эффекта оставляли желать лучшего, да и планета казалась странной. В качестве альтернативного объяснения приводилась активность звезды. Впоследствии эта экзопланета была надежно подтверждена в 2003 году.

Рис. 2. Кривая лучевой скорости звезды 16 Лебедя из работы Hauser & Marcy (1999). Экспериментальные точки — полный набор наблюдений звезды, сделанных в Ликской обсерватории

Упущенное открытие содержалось в данных, полученных Джефом Марси и Полом Батлером. Надо сказать, что это были очень сильные конкуренты нынешних нобелевских лауреатов — точность их измерений лучевой скорости была выше, а опыт — больше. Марси с Батлером давно вели измерения лучевой скорости звезды 16 Лебедя. В статье 1999 года приведены данные по лучевой скорости этой звезды, полученные с 1988 года. На рис. 2 прекрасно видно, что лучевая скорость 16 Лебедя сильно скакала до 1995 года, но закон, по которому она менялась, был совершенно неочевиден. И он был действительно нетривиальным — у этой планеты сильно вытянутая орбита, поэтому пилообразная кривая ее лучевой скорости не имеет ничего общего с синусоидой. Догадаться об этом, глядя на редкие прыгающие точки было непросто. Сейчас мы можем сказать, что надо было при первом же подозрении измерять лучевую скорость гораздо чаще, как после 1995 года. Тогда планета была бы открыта гораздо раньше. Все мы крепки задним умом…

Что же до 51 Пегаса, то, по словам Марси, они упустили ее по глупой случайности: в каталоге, которым они пользовались, звезда была помечена как «переменная», поэтому ее исключили из первоочередных целей.

---

Также по ссылке хорошо описан весьма нетривиальный метод измерения ничтожно малых спектральных смещений и, таким образом - лучевых скоростей.

Хитрость метода иодной ячейки заключается в том, что измеряется не положение спектра звезды, а форма суммарного спектра звезды и иода, зависящая от смещения. Оказывается, это гораздо легче. Форма сильней всего меняется там, где крутой склон одного спектра накладывается на крутой склон другого, причем изрезанность спектров гарантирует, что таких совпадений будет много и даже ничтожные смещения дадут измеримый эффект. Получается нечто вроде большого штангенциркуля с огромным количеством рисок. Задача вытащить из суммарного спектра скорость звезды не столь проста и требовала довольно больших по меркам конца XX века вычислительных ресурсов. Во второй половине 1980-х метод лучевой скорости давал точность около 20 м/с, к моменту открытия 51 Пегаса точность была 10–15 м/с, сейчас подбираются к уровню 30 см/с, а от этого уже не так далеко до открытия двойника Земли у солнцеподобной звезды.

 

Солярис и Пиркс — это новые, польские, названия звезд и планет в созвездии Пегаса. 17 декабря был объявлен результат конкурса IAU100 NameExoWorld, в котором страны, входящие в Международный астрономический союз, могли выбирать названия звезды и планет, вращающихся вокруг нее.

90 000 интернет-пользователей в Польше участвовали в онлайн-голосовании, сообщает Польское радио.

Солярис и Пиркс — это названия позаимствованные из книг одного из самых известных польских писателей фантастов Станислава Лема.

До сих пор звезду Солярис называли BD+14 4559. Планета, которая вращается вокруг нее, 10 лет назад была открыта группой, состоящей из польских ученых. Один из первооткрывателей — профессор Анджей Недзельский из Университета имени Николая Коперника в Торуни: «Эта звезда, Солярис, похожа на наше Солнце, она немного меньше и холоднее. Она излучает скорее оранжевый, чем желтый свет. А планета Пиркс похожа на «наш» Юпитер, разве что чуть массивнее. В нашей Солнечной системе она обращалась бы на месте Венеры».

Звезда Солярис видна из Польши, но необходимо специальное оборудование для ее наблюдения.

Анджей Недзельский не исключает, что другие планеты также вращаются вокруг звезды Солярис. Тогда Польша будет обладать правом их назвать.

На красные карлики приходится около 70% всех существующих звёзд Млечного пути. Их температура гораздо ниже, чем у Солнца, именно поэтому есть шанс найти обитаемую планету. Астрономы обнаружили две экзопланеты, на которых потенциально может существовать жизнь.

GJ229A и GJ180 d расположены относительно недалеко от Земли. Первая находится на расстоянии 19 световых лет, а вторая — 39. Небесные тела принадлежат к классу суперземель, поскольку значительно превышают размер нашей планеты (в 7,9 и 7,5 раза соответственно). Обе находки были сделаны после анализа данных космического телескопа Kepler, принадлежащего NASA, благодаря «методике транзита». Её суть состоит в наблюдении за прохождением планеты на фоне звезды. Это позволяет определить размер и плотность исследуемого объекта.

GJ229A расположена в двойной системе, состоящей из красного и коричневого карликов. Планета совершает полное вращение вокруг звезды за 122 земных дня. GJ180 d, делающая оборот за 106 дней, имеет больше шансов на обнаружение жизни, поскольку не связана со звездой приливной связью. Полный цикл вращения у этой планеты равен 106 земным дням. Ранее в этой системе уже были обнаружены планеты GJ180 b и GJ180 c.

Астрономы сообщают, что планируют составить карту всех планет, вращающихся вокруг ближайших к нам звёзд. Особенно интересны те, что могут быть потенциально обитаемы. В пример приводится планета GJ 433 d, напоминающая холодный Нептун и непригодная для жизни. В настоящее время было обнаружено уже 4100 экзопланет, 70% из которых найдены телескопом Kepler.