Какво е екзопланета? Примери за екзопланетите

Хората отдавна са мечтали, че рано или късно, в космоса, в непосредствена близост до нас, животът ще се разкрие, дори и да е във форма, която не е подобна на нашата. Многобройни фантастични истории и истории, филми за срещата на представители на Земята и извънземни цивилизации възбуждат въображението и се радват на същия успех.

Сред многото космически обекти Специално внимание на учените привлича т.нар. Екзопланети като потенциални обекти за възникване и развитие на извънземни форми на живот. Какво представляват те?

Кратка история

За първи път астроном от обсерваторията на Мадрас, капитан Джейкъб, обяви възможността за съществуването на планетни системи в други звезди през 1855 година. Ставаше дума за системата на двойната звезда 70 Офиучи. Хипотезата е опровергана от по-късни проучвания, проведени през 90-те години на XIX век, но е създаден прецедентът и е започнало търсенето на планетни системи извън Слънчевата система.

По време на двадесети век периодично се случваха „открития“, които не бяха потвърдени по-късно. И едва през 1988 г. канадските учени откриха екстрасолна планета близо до звездата Гама Цефеус А (Алрай). Но потвърждението на това удивително откритие отнема години, а съществуването му се потвърждава едва през 2002 година. Следователно, шампионата все още принадлежи на швейцарските астрономи Дидие Кело и Мишел Майор, които през 1995 г. откриха първата извънземна планета - при звездата 51 Пегас.

дефиниция

Какво е екзопланета? Това небесно тяло, подобно на Земята, се върти около своята звезда - звездата. Към днешна дата те отвориха около три хиляди. По-голямата част от тях са газови гиганти, подобни на нашите Юпитер, Нептун и Сатурн, но значително надвишаващи ги в маса. Животът на такива горещи небесни тела в обичайния смисъл, т.е. в протеинова форма, най-вероятно липсва.

Към януари 2018 г. официално беше потвърдено съществуването на 3 726 екзопланети и около хиляда от тези небесни тела все още очакват официално потвърждение на техния статут с помощта на земни телескопи.

Гигантски екзопланети

Гигантските газови гиганти се класифицират според тяхната температура и характеристики на атмосферата. Общо има пет класа:

1. Амонячни облаци. Това са екзопланети, разположени далеч от техните звезди, в задния двор на техните слънчеви системи, при температури под - 120 градуса по Целзий. Година на екзопланети от този тип ще бъде много дълъг от земните стандарти. Слънчеви планети като Юпитер и Сатурн принадлежат към този тип. Възможни екзопланети от този тип - Mu Altar e, 47 Ursa Major c. Основните открития все още предстоят. Възможно е също така екзопланетата да е на не толкова голямо разстояние от звездата си, но да се върти около слабото светило, червено джудже. Тогава тя също попада в този клас.
2. Водни облаци. Температурата на повърхността е -20 градуса по Целзий или по-ниска. Ами отразява светлината. В допълнение към водната суспензия, в облаците на такива небесни тела има много метан и водород, затова е трудно да ги припишем на екзопланети, подходящи за живот. Това са газови гиганти, чиято отдалеченост от звездата им е сравнима с тази на земята. Пример за това е екзопланетата 47 Ursa Major b. В Слънчевата система няма такива небесни тела.
3. Безоблачни екзопланети. Тези планети, както подсказва името им, са лишени от облаци и следователно имат слаба отразяваща способност. За наблюдателя повърхността им е синя. Температурите варират от +80 до +530. В Слънчевата система няма такива планети. Ако бяха, те щяха да бъдат разположени приблизително в орбитата на Меркурий. Пример за това са 79 кита b.
4. Екзопланети със силни спектрални линии на алкални метали. Те имат повърхностна температура над + 600 (може би до +1000 градуса по Целзий) и следователно въглеродният диоксид и парата на алкалните метали преобладават от тяхната атмосфера. Притежава много ниска отразяваща способност. Пример за това е екзопланета TrES-2b, чиято отразяваща способност е по-ниска от тази на саждите. Те имат сиво-розов цвят, а в Слънчевата система трябва да са в орбита, която е по-близо до Слънцето, отколкото Меркурий.
5. Силиконови облаци. Какво представляват екзопланети със силиконови облаци? Това са газови небесни тела, чиято температура е повече от +1100 градуса по Целзий. Повърхността им е покрита с непрекъснати облаци, състоящи се от силикати и пари от желязо. Поради това отражателната способност е доста висока. Такива екзопланети, подходящи за живот, са толкова трудни за назоваване, колкото и тези, покрити с амонячни облаци, върху които цари ужасен студ. Те имат сиво-зелен цвят и се намират в непосредствена близост до слънцето, така че е невъзможно да бъдат открити визуално, защото тяхната осветеност няма да бъде видима. Най-известният представител е 51 Pegasus b.

Горната класификация е предложена от Давид Сударски, астрофизик от университета в Аризона.

Земни екзопланети

Много по-вероятно е да се открие живот на други планети на извънземни звездни системи - тези, които са подобни на нашата Земя. Какво е земна екзопланета? Това е небесно тяло, състоящо се не от горещи газове, а от твърди, по-малки от газови гиганти. Поради относително малкия им размер, такива екзопланети са по-трудни за откриване, така че те не са толкова известни като газовите гиганти - малко повече от двеста.

Супер земя

Около седемстотин други имат размера на така наречената супер-земя. Този термин се отнася до небесните тела, чиято маса е до 10 земни. Разликата между тях и газовите гиганти не е ясно определена, тя е около 10 земни маси. Като пример за "гранична" екзопланета, Mu Arae c, или Mu от олтара C, е гигантска планета, която се върти около жълто джудже в съзвездието Олтар, открито през 2004 година. Неговата маса е около 0,33 маса на Юпитер. Звездите със звезди обикновено са червени или жълти джуджета.

Методи за откриване на екзопланетите

Понастоящем има няколко метода за намиране на потенциално обитаеми планети в други звездни системи. Най-добри резултати се постигат, когато се комбинират, тъй като някои от тях работят само при определени специфични условия. Основните от тях са описани по-долу.

Доплеров метод

Това включва измерване на радиалните скорости на звездите с помощта на спектрометър. С помощта на спектрометричния метод е възможно да се открият гигантски планети и екзопланети, подобни на Земята, разположени близо до неговата звезда, чиято маса е поне няколко пъти по-голяма от тази на Земята. Това се дължи на факта, че въртенето на тези небесни тела причинява доплеровата смяна на спектъра на звездата. Според статистиката, повече от 600 екзопланети са открити по този метод.

Транзитен метод

Тя се състои в изучаването на осцилациите на сиянието на звездите при преминаването на хипотетични планети пред техния диск. С него можете да изчислите размерите на планетата, а комбинацията й с първия метод дава представа за плътността на небесното тяло. Това, от своя страна, предполага наличието на неговата атмосфера. Статистиката показва, че поради транзитния метод са открити около двеста планети.

Метод на гравитационното микролинзиране

Подобно на транзитен маршрут, за чието използване е необходимо наблюдателят и орбитата на екзопланетата да са в една и съща равнина, за този метод са необходими и определени условия. Тя ще бъде ефективна, ако има друга звезда между наблюдателя на Земята и звездата, която играе ролята на вид обектив. Позволява откриването на екзопланети в звездната леща, работи за тела с малка маса. Но се прилага, поради специалните изисквания, предложени за подреждането на небесните тела, ограничено. По този начин беше открито около дузина планети.

Астронометричен метод

Въз основа на промените в движението на звездите под действието на собствените си планети. Позволява да се определи с достатъчна точност масата на екзопланетите.

Не всички известни методи за откриване на екзопланети, но тези, с помощта на които са направени повече открития, които доказват тяхната ефективност.

Обозначения на планетарни небесни тела

За отваряне на екзопланети е обичайно да се дават имена, получени от тяхната звезда - звездата, около която те се въртят. В същото време име на звезда добавя се писмо латиница започвайки с b, тъй като a би посочило самата звезда. Пример: 51 Pegasi b. На следващата отворена планета в звездната система се присвоява следващата буква от азбуката. Оказва се, че името на екзопланетата не казва нищо за неговите свойства, нито за разстоянието му от звездата, а само за реда на откриването му в звездната система. И само ако едновременно отворят два екзопланета в една и съща система, на тях се присвояват букви на базата на разстоянието от звездата.

Преди откриването през 1995 г. на звездната система на Пегас, на екзопланети бяха дадени имена, състоящи се от сложни комбинации от латински букви и цифри. Освен това някои от тях имаха свои собствени имена, често свързани с митологията. През 2015 г., при гласуването на Международния астрономически съюз, тези имена бяха формализирани. Общо те получиха 31 екзопланети и 14 звезди.

Досега екзопланети се срещат в около 10% от звездите, около които са проведени търсения.

Системи за екзопланети

Ето кратък списък на известните звездни системи с екзопланети:

1. 51 Пегас е първата слънчева звезда, в която се намира екзопланета.
2. Tau Kit е теоретично най-близката планетарна система в нас. но това откритие все още изисква потвърждение.
3. 55 Рак - в него вече са отворени няколко екзопланети.
4. μ алтар - отворен в своята система екзопланета има малка маса и, очевидно, принадлежи към земната група.
5. ε Еридан е една от трите звезди, които имат екзопланета и са видими без телескоп.
6. Проксима Центавър - звездата, която е най-близо до Слънцето (червено джудже) и има екзопланета.
7. HD 209458 - планета със собствено име "Озирис" и невероятни свойства, наречена "изпаряваща се", се върти около тази звезда. Проучванията на неговата яркост показаха наличието на колебания, които от гледна точка на науката могат да бъдат обяснени само с постепенната загуба на нейното вещество от планетата. Допълнителни наблюдения показват, че не само атмосферата изчезва, но и твърдите съставки на планетарната субстанция. Причината за това вероятно се крие в силното затопляне на екзопланетите, тъй като се намира на разстояние от звездата, осем пъти по-малка от Меркурий от Слънцето. Температурата на нейната повърхност може да достигне + 1000 градуса по Целзий. Благодарение на наблюденията на екзопланета Озирис, започна нова ера в изучаването на извънземни планетарни системи - ерата на изучаване на техния химичен състав и търсенето на благоприятни за живота условия.

Разбира се, този списък на екзопланетарните системи е непълен, днес се знае много повече.

Земноподобна екзопланета с атмосфера

През април миналата година, 2017 г., западноевропейските астрономи откриха първите следи от атмосферата около екзопланета на земния тип. Това е небесно тяло GJ 1132b, което се върти около звезда - червено джудже Gliese 1132. Разстоянието до нея от Земята е 39 светлинни години (12 парсек). Радиусът на екзопланета GJ 1132b е с 20% по-голям от нашата планета, а масата му е 1,6 Земя. Разбираемо е, че съставът му е близо до състава на сухоземните скали, а повърхността е твърда, скалиста. Това е най-близката до нас земна планета.

Според спектрален анализ, Атмосферата на този екзопланет се състои от смес от метан и водна пара. Температурата в горните й слоеве е около 260 градуса по Целзий, но се предполага, че близо до повърхността е още по-висока, т.е. условията на този екзопланет са още по-горещи, отколкото на Венера.

Това е най-близката екзопланета на нашата слънчева система, която има атмосфера. Учените-астрономи нарекоха това откритие едно от най-важните през последните години.

Вместо заключение

Статията разказва за това какво са екзопланети, техните видове, правилата за именуване. Обобщавайки, можем да кажем, че ерата на масовото откриване на екзопланети в края на ХХ - началото на ХХ век е само началото. Към днешна дата има няколко ефективни начина за откриване на тези небесни тела, но всички те имат известна степен на грешка. Най-добрият резултат е комбинацията от няколко метода за откриване на екзопланетни системи. В същото време повечето от тези открития изискват потвърждение, което трябва да изчака няколко години или дори десетки години.

Резултатите от открития, направени от земните наблюдатели, дават възможност да се коригират наблюденията от космоса. Така по време на проекта Gaia, който стартира през 2013 г., в орбитата на Земята е пуснат спътник, носещ космически телескоп. Основната цел на проекта е да се усъвършенстват звездните диаграми и масите на известни екзопланети, открити преди това време. Мисията е предназначена за пет години и е напълно възможно да очакваме нови невероятни открития - невероятни звезди и нови екзопланети, една от които може да има извънземна форма на живот ...