Cómo se ven los exoplanetas. ¿Qué es un exoplaneta? Primeros descubrimientos de exoplanetas

El número total de exoplanetas en la Vía Láctea supera los 100 mil millones. Un exoplaneta es un planeta que se encuentra fuera de nuestro sistema solar. Actualmente, los científicos han descubierto sólo una pequeña fracción de ellos. Sobre los 10 planetas más increíbles de este post.

El exoplaneta más oscuro es el distante gigante gaseoso TrES-2b, del tamaño de Júpiter.

Las mediciones han demostrado que el planeta TrES-2b refleja menos del uno por ciento de la luz, lo que lo hace más negro que el carbón y naturalmente más oscuro que cualquier planeta del sistema solar. El trabajo sobre este planeta fue publicado en la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society. El planeta TrES-2b refleja menos luz incluso que la pintura acrílica negra, por lo que es verdaderamente un mundo oscuro.

TRES-4

El planeta más grande encontrado en el Universo es TrES-4. Fue descubierto en 2006 y está situado en la constelación de Hércules. El planeta, llamado TrES-4, orbita una estrella que se encuentra a unos 1.400 años luz de distancia del planeta Tierra.

Los investigadores afirman que el diámetro del planeta descubierto es casi 2 veces (más precisamente 1,7) mayor que el diámetro de Júpiter (este es el planeta más grande del sistema solar). La temperatura de TrES-4 es de unos 1260 grados Celsius.

COROT-7b

Un año en COROT-7b dura poco más de 20 horas. No es de extrañar que el clima de este mundo sea, por decirlo suavemente, exótico.

Los astrónomos han sugerido que el planeta está formado por roca sólida y fundida, y no por gases congelados, que seguramente se evaporarán en tales condiciones. La temperatura, según los científicos, desciende de +2000 C en la superficie iluminada a -200 C por la noche. .

avispa-12b

Los astrónomos vieron un cataclismo cósmico: una estrella estaba consumiendo su propio planeta, que estaba muy cerca de ella. Estamos hablando del exoplaneta WASP-12b. Fue descubierto en 2008.

WASP-12b, como la mayoría de los exoplanetas conocidos descubiertos por los astrónomos, es un gran mundo gaseoso. Sin embargo, a diferencia de la mayoría de los otros exoplanetas, WASP-12b orbita su estrella a una distancia muy cercana: poco más de 1,5 millones de kilómetros (75 veces más cerca que la Tierra del Sol).

Los investigadores dicen que el vasto mundo de WASP-12b ya se ha enfrentado a su muerte. El problema más importante del planeta es su tamaño. Ha crecido hasta tal punto que no puede mantener su materia contra las fuerzas gravitacionales de su estrella nativa. WASP-12b está cediendo materia a la estrella a un ritmo tremendo: seis mil millones de toneladas por segundo. En este caso, el planeta será completamente destruido por la estrella en unos diez millones de años. Según los estándares cósmicos, esto es bastante.

Kepler-10b

Utilizando un telescopio espacial, los astrónomos pudieron descubrir el exoplaneta rocoso más pequeño, con un diámetro de aproximadamente 1,4 veces el diámetro de la Tierra.

El nuevo planeta fue designado Kepler-10b. La estrella que orbita se encuentra a unos 560 años luz de la Tierra en la constelación de Draco y es similar a nuestro Sol. Perteneciente a la clase de las "supertierras", Kepler-10b se encuentra en una órbita bastante cercana a su estrella, orbitándola en sólo 0,84 días terrestres, mientras que la temperatura en su interior alcanza varios miles de grados centígrados. Los científicos estiman que con un diámetro de 1,4 veces el de la Tierra, Kepler-10b tiene una masa de 4,5 veces la de la Tierra.

HD 189733b

HD 189733b es un planeta del tamaño de Júpiter que orbita su estrella a 63 años luz de distancia. Y aunque este planeta es similar en tamaño a Júpiter, debido a su proximidad a su estrella, es significativamente más caliente que el gigante gaseoso dominante de nuestro sistema solar. Al igual que otros Júpiter calientes encontrados, la rotación de este planeta está sincronizada con su movimiento orbital: el planeta siempre mira hacia la estrella por un lado. El período orbital es de 2,2 días terrestres.

Kepler-16b

El análisis de los datos del sistema Kepler-16 mostró que el exoplaneta Kepler-16b, descubierto en él en junio de 2011, orbita dos estrellas a la vez. Si un observador pudiera encontrarse en la superficie del planeta, vería dos soles saliendo y poniéndose, como en el planeta Tatooine de la fantástica saga Star Wars.

En junio de 2011, los científicos anunciaron que el sistema contenía un planeta al que denominaron Kepler-16b. Después de realizar un estudio más detallado, descubrieron que Kepler-16b gira alrededor de un sistema estelar binario en una órbita aproximadamente igual a la órbita de Venus y completa una revolución cada 229 días.

Gracias a los esfuerzos conjuntos de los astrónomos aficionados que participan en el proyecto Planet Hunters y de los astrónomos profesionales, se descubrió un planeta en un sistema de cuatro estrellas. El planeta orbita alrededor de dos estrellas, que a su vez orbitan alrededor de dos estrellas más.

PSR 1257 b y PSR 1257 c

2 planetas orbitan alrededor de una estrella moribunda.

Kepler-36b y Kepler-36c

Exoplanetas Kepler-36b y Kepler-36c: estos nuevos planetas fueron descubiertos por el telescopio Kepler. Estos inusuales exoplanetas están sorprendentemente cerca unos de otros.

Los astrónomos han descubierto un par de explanetas vecinos con diferentes densidades orbitando muy cerca uno del otro. Los exoplanetas están demasiado cerca de su estrella y no se encuentran en la llamada "zona habitable" del sistema estelar, es decir, la zona donde puede existir agua líquida en la superficie, pero eso no es lo que los hace interesantes. Los astrónomos se sorprendieron por la gran proximidad de estos dos planetas completamente diferentes: las órbitas de los planetas son tan cercanas como las de cualquier otro planeta descubierto anteriormente.

Los mundos que orbitan alrededor de otras estrellas se llaman "exoplanetas" y van desde gigantes gaseosos más grandes que Júpiter hasta planetas pequeños y rocosos como la Tierra o Marte. Los planetas distantes pueden estar lo suficientemente calientes como para que el metal se derrita en sus superficies o bolas de nieve heladas. Muchos de ellos orbitan sus estrellas con tanta rapidez y cercanía que su año dura varios días terrestres. Algunos pueden tener dos soles. También hay vagabundos expulsados ​​de sus sistemas, aquellos que deambulan por la galaxia en la oscuridad.

La Vía Láctea es una enorme familia de estrellas que se extiende a lo largo de aproximadamente 100.000 años luz. Su estructura en espiral alberga alrededor de 400 mil millones de habitantes, y nuestro Sol se encuentra entre ellos. Si cada una de estas estrellas no tiene un planeta en órbita, sino varios, como en el Sistema Solar, entonces el número de mundos en la Vía Láctea es simplemente astronómico: el número asciende a billones.

Miles de sistemas estelares viven en la Vía Láctea. Crédito: ESO/M. Kornmesser

La humanidad ha estado especulando durante varios siglos sobre la posibilidad de la existencia de planetas alrededor de estrellas distantes, y ahora podemos decir con seguridad que existen mundos extrasolares. Nuestra vecina más cercana, Próxima Centauri, hizo un descubrimiento recientemente y probablemente no esté sola. La distancia hasta él es de aproximadamente 4,5 años luz o 40 billones de kilómetros. Sin embargo, la mayoría de los exoplanetas encontrados se encuentran a cientos o miles de años luz de distancia.

La mala noticia es que todavía no tenemos forma de llegar a ellos. La buena noticia es que podemos observarlos, medir su temperatura, sondear su atmósfera y pronto descubriremos señales de vida escondidas en la tenue luz proveniente de estos mundos distantes.

El primer exoplaneta que apareció en el escenario mundial fue 51 Pegasi b, a 50 años luz de distancia, que orbita su estrella una vez cada 4 días terrestres. El punto de inflexión tras el cual los planetas extrasolares se convirtieron en algo común se produjo en 1995.

Representación artística del caliente Júpiter. Crédito: ESO

Incluso antes de 51 Pegasi b había varios candidatos. El exoplaneta conocido hoy como Tadmor fue descubierto en 1988. Aunque su existencia fue puesta en duda en 1992 por falta de pruebas, diez años después, observaciones adicionales confirmaron que Gamma Cephei A estaba efectivamente orbitada por un planeta. Luego, en 1992, se descubrió un sistema de “planetas púlsar”. Estos mundos orbitan una estrella muerta, PSR 1257+12, ubicada a 2.300 años luz de la Tierra.

Ahora vivimos en un universo de exoplanetas. Su número aumenta constantemente y actualmente el número de planetas confirmados fuera del sistema solar ha superado el umbral de los 3.700, pero en la próxima década la gráfica podría saltar a decenas de miles.

¿Cómo llegamos aquí?

Estamos en el umbral de grandes descubrimientos. La era de las primeras exploraciones y los primeros exoplanetas confirmados prepararon el escenario para la siguiente fase: la búsqueda de mundos distantes con telescopios más nítidos y sofisticados en el espacio y en la Tierra. A algunos de ellos se les encomendó la tarea de realizar un censo preciso de la población, calculando los distintos tamaños y tipos de exoplanetas. Otros estudian cuidadosamente los mundos individuales, sus atmósferas y su potencial para sustentar la vida.

La obtención de imágenes directas de exoplanetas, es decir, fotografías reales de ellos, desempeña un papel cada vez más importante, aunque los científicos han alcanzado el nivel actual de conocimiento principalmente por medios indirectos. Los dos métodos principales se basan en oscilaciones y eclipses.

"Cazador" de exoplanetas TESS. Crédito: NASA

Hoy en día, se sabe poco sobre esta clase de mundos extrasolares, incluso si son habitables. La razón de esto es la ausencia de análogos de la súper Tierra en el sistema solar. Si tenemos suerte, uno de ellos mostrará signos de oxígeno, dióxido de carbono y metano en su atmósfera. Sin embargo, la búsqueda de atmósferas de planetas del tamaño de la Tierra tendrá que esperar hasta una futura generación de telescopios espaciales en la década de 2030.

Gracias al telescopio Kepler, ahora sabemos que las estrellas que tenemos encima están rodeadas de planetas. Y podemos estar seguros no sólo de una enorme variedad de exoplanetas vecinos, sino también de que la aventura apenas comienza.

Durante mucho tiempo, el problema de detectar planetas cerca de otras estrellas fue insoluble, ya que los planetas son extremadamente pequeños y oscuros en comparación con las estrellas, y las estrellas mismas están lejos del Sol (la más cercana está a una distancia de 4,36 años luz). . Los primeros exoplanetas fueron descubiertos a finales de los años 80.

Un tipo hipotético de exoplaneta: un planeta oceánico con dos satélites imaginado por un artista

Ahora estos planetas han comenzado a descubrirse gracias a métodos científicos mejorados, a menudo al límite de sus capacidades. A 20 de enero de 2016 se ha confirmado fehacientemente la existencia de 2049 exoplanetas en 1297 sistemas planetarios, de los cuales 507 tienen más de un planeta. Cabe señalar que el número de candidatos fiables a exoplanetas es mucho mayor. Así, según el proyecto Kepler, en enero de 2015 había otros 4.175 candidatos fiables, pero para que reciban el estatus de planetas confirmados es necesario volver a registrarlos utilizando telescopios terrestres.

Actualmente se estima que el número total de exoplanetas en la Vía Láctea es de al menos 100 mil millones, de los cuales entre 5 y 20 mil millones son posiblemente "similares a la Tierra". Además, según estimaciones actuales, alrededor del 34 por ciento de las estrellas similares al Sol tienen planetas en sus zonas habitables comparables a .

Exoplaneta Gliese 581d imaginado por un artista

La gran mayoría de los exoplanetas descubiertos se descubren utilizando diversas técnicas de detección indirecta en lugar de observación visual. La mayoría de los exoplanetas conocidos son gigantes gaseosos y se parecen más a la Tierra que a la Tierra. Obviamente, esto se explica por las limitaciones de los métodos de detección (los planetas masivos de período corto son más fáciles de detectar).

Historia de los descubrimientos

Número de exoplanetas descubiertos mediante diferentes métodos: Observación por radio de púlsares Método de velocidad radial Método de tránsito Método de sincronización Observación visual Lentes gravitacionales Método astrométrico

Históricamente, la primera afirmación sobre la posibilidad de la existencia de un sistema planetario alrededor de otra estrella fue un mensaje del Capitán W. S. Jacob, astrónomo del Observatorio de Madrás de la Compañía de las Indias Orientales, realizado en 1855. Informó de una “alta probabilidad” de la existencia de un “cuerpo planetario” en el sistema binario 70 Ophiuchi. Posteriormente, en la década de 1890, el astrónomo Thomas J. J. See de la Universidad de Chicago y el Observatorio Naval de Estados Unidos confirmaron la presencia en el sistema 70 Ophiuchi de un cuerpo no luminoso (satélite invisible) con un período orbital de 36 años, pero los cálculos de F. R. Moulton refutar las confirmaciones hechas por Xi, que demuestran la inestabilidad de tal sistema. Por lo tanto, en este momento (2014), la ciencia no reconoce la existencia de un sistema planetario alrededor de la estrella 70 Ophiuchi.

Animación de la línea de tiempo del descubrimiento de exoplanetas. El color del punto indica el método de apertura. El eje horizontal es el tamaño del semieje mayor. El eje vertical es la masa. A modo de comparación, los planetas del sistema solar están indicados en blanco.

Los primeros intentos de encontrar planetas extraterrestres estuvieron asociados con observaciones de las posiciones de estrellas cercanas. En 1916, Edward Barnard descubrió una estrella roja que se movía "rápidamente" por el cielo en relación con otras estrellas. Los astrónomos la llamaron Estrella Voladora de Barnard. Esta es una de las estrellas más cercanas a nosotros, con una masa siete veces menor que la del Sol. En base a esto, la influencia de planetas potenciales debería haber sido notable. A principios de los años 60, Peter Van de Kamp anunció que había descubierto un satélite con la masa de Júpiter. Sin embargo, J. Gatewood determinó en 1973 que la estrella de Barnard se mueve sin oscilaciones y, por tanto, no tiene planetas masivos.

A finales de la década de 1980, muchos grupos de astrónomos comenzaron a medir sistemáticamente las velocidades de las estrellas más cercanas al Sol, realizando una búsqueda especial de exoplanetas utilizando espectrómetros de alta precisión.

Por primera vez, los canadienses B. Campbell, G. Walker y S. Young encontraron un planeta extrasolar (Tadmor) en 1988 cerca de la subgigante naranja. Gamma Cephei A(Alrai), pero su existencia no se confirmó hasta 2002.

En 1989, D. Latham encontró un planeta supermasivo (o) cerca de la estrella HD 114762 A. Sin embargo, su estado planetario no se confirmó hasta 1999.

Los primeros exoplanetas, Draugr y Poltergeist, fueron descubiertos cerca de Lich (PSR 1257+12), fueron descubiertos por el astrónomo Alexander Volshchan en 1991. Estos planetas fueron reconocidos como secundarios, ya que surgieron después de la explosión.

En 1995, los astrónomos Michel Mayor y Didier Queloz descubrieron, utilizando un espectrómetro ultrapreciso, el bamboleo de la estrella Helvetius (51 pegasos) con un período de 4,23 días. El planeta Dimidius, que se balancea, se parece a Júpiter, pero se encuentra muy cerca de la estrella. Los astrónomos llaman a los planetas de este tipo “Júpiter calientes”.

Posteriormente, midiendo la velocidad radial de las estrellas y buscando su variación Doppler periódica (método Doppler), se descubrieron varios cientos de exoplanetas.

En agosto de 2004 se descubrió en el sistema estelar de Cervantes (μ Altar) el primer planeta, el caliente Quijote. Orbita la estrella en 9,55 días, a una distancia de 0,09 AU. Es decir, temperatura de la superficie ~ 900 K (+626 °C), masa ~ 14 masas terrestres.

La primera súper Tierra que orbita alrededor de una estrella normal (no un púlsar) fue descubierta en 2005 cerca de la estrella Gliese 876. Su masa es de 7,5 masas terrestres.

En 2004, se tomó la primera imagen infrarroja de la enana marrón candidata a exoplaneta 2M1207.

El 13 de noviembre de 2008 fue posible obtener por primera vez una imagen de un sistema planetario completo a la vez: una instantánea de tres planetas orbitando la estrella HR 8799 en la constelación de Pegaso. Este es el primer sistema planetario descubierto alrededor de una estrella blanca caliente de tipo espectral temprano (A5). Todos los sistemas planetarios descubiertos anteriormente (a excepción de los planetas alrededor de púlsares) se descubrieron alrededor de estrellas de clases posteriores (F-M).

El 13 de noviembre de 2008 también se descubrió por primera vez el planeta Dagon alrededor de la estrella Fomalhaut mediante observaciones directas.

En 2011, David Bennett de la Universidad de Notre Dame (Indiana, EE. UU.) anunció el descubrimiento de 10 exoplanetas únicos similares a Júpiter utilizando microlentes utilizando el telescopio de 1,8 metros del Observatorio de la Universidad Mount John en Nueva Zelanda, basándose en observaciones de 2006-2007. . Es cierto que dos de ellos pueden ser satélites de órbitas altas de las estrellas más cercanas a ellos.

En septiembre de 2011, astrónomos aficionados anunciaron el descubrimiento de dos exoplanetas, KIC 10905746 b y KIC 6185331 b, como parte del proyecto Planet Hunters, diseñado para analizar los datos recopilados por el telescopio Kepler. Al mismo tiempo, se mencionaron 10 candidatos a planetas, pero en ese momento sólo dos de ellos fueron identificados por los científicos como exoplanetas con un grado suficiente de confianza. Los planetas fueron encontrados por participantes voluntarios en el proyecto entre los datos que los astrónomos profesionales, por una razón u otra, habían filtrado, y si no fuera por la ayuda de los voluntarios, estos planetas probablemente habrían permanecido sin descubrir.

El 5 de diciembre de 2011, el telescopio Kepler descubrió la primera súper Tierra en la zona habitable, Kepler-22 b.

El 20 de diciembre de 2011, el telescopio Kepler descubrió los primeros exoplanetas del tamaño de la Tierra o más pequeños cerca de la estrella Kepler-20: Kepler-20 e (con un radio de 0,87 masas terrestres y una masa de 0,39 a 1,67 masas terrestres) y Kepler. -20 f (0,045 masa de Júpiter y 1,03 radio de la Tierra).

El 22 de febrero de 2012, científicos del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, a una distancia de 40 años luz de la Tierra, descubrieron la primera súper Tierra, presumiblemente un planeta oceánico: GJ 1214 b. Datos recientes de los pasajes de tránsito sugieren que GJ 1214 b tiene una extensa atmósfera de hidrógeno y helio, bajos niveles de metano y una capa de nubes a un nivel de presión de 0,5 bar, lo que no se corresponde con las propiedades de una atmósfera con un predominio estable de vapor de agua. El período orbital del planeta alrededor de la estrella es de 38 horas y la distancia es de unos 2 millones de kilómetros. La temperatura en la superficie del planeta es de aproximadamente 230 °C. En 2015 se descubrió un exoplaneta similar a un joven Júpiter.

Instrumentos y proyectos de investigación de exoplanetas.

Satélites astronómicos

La curva de luz de la estrella Kepler-6, el cambio provocado por el paso del exoplaneta Kepler-6 b a través del disco de la estrella. Según el telescopio Kepler.

• COROT (ESA) es un telescopio espacial especializado en órbita de 30 centímetros que registra las curvas de luz de muchas estrellas a medida que los planetas pasan frente a ellas. Lanzado el 27 de diciembre de 2006. Se suponía que se utilizaría para detectar decenas de planetas terrestres. En marzo de 2010, COROT había descubierto siete exoplanetas y una enana marrón.
• Kepler (NASA) es un telescopio espacial del sistema Schmidt con un diámetro de espejo de 0,95 m, capaz de rastrear simultáneamente 100 mil estrellas. Lanzado el 7 de marzo de 2009. Se planeó descubrir unos 50 planetas de tamaño idéntico a la Tierra y unos 600 planetas 2,2 veces más grandes que la Tierra. Kepler orbita alrededor del Sol en una órbita con un radio de una unidad astronómica. La vida útil estimada se determinó en 3,5 años. Más tarde se anunció que la misión se extendería hasta 2016, pero el telescopio falló en mayo de 2013. En ese momento, Kepler había descubierto de manera confiable 132 exoplanetas. La lista de candidatos fiables a planetas extrasolares contenía 2.740 objetos.
• Gaia es un observatorio espacial. Además del objetivo principal (construir un mapa tridimensional de nuestra galaxia), probablemente será necesario descubrir unos 10 mil exoplanetas. Fue puesto en órbita el 19 de diciembre de 2013.

Observatorios terrestres

Realización de vigilancia mediante el método de tránsito.

• SuperWASP es el estudio terrestre de mayor éxito. Más de 70 exoplanetas descubiertos mediante el método de tránsito en 2012. Consta de 2 observatorios: SuperWASP-Norte en el Observatorio del Roque de los Muchachos en la isla de Palma (Islas Canarias) y SuperWASP-Sur, ubicado en el Observatorio Astronómico de Sudáfrica. Cada uno consta de 8 telescopios automáticos de gran angular con una apertura de 111 mm.
• El proyecto HATNet es una red de 6 telescopios automáticos con un amplio campo de visión, 4 de los cuales están ubicados en el Observatorio. Fred Lawrence en Arizona, 2 - en el territorio del Observatorio Astrofísico Smithsonian en Hawaii. Se han descubierto 33 exoplanetas (a principios de 2012).

Realización de observaciones utilizando el método de velocidad radial (Doppler)

• HARPS es un espectrógrafo de alta precisión instalado en 2002 en el telescopio de 3,6 metros del Observatorio La Silla en Chile. La observación se realiza mediante el método de la velocidad radial. Parte de ESO
• El Observatorio Keck es un observatorio de los 2 telescopios reflectores más grandes del mundo. El diámetro de los espejos primarios (hay tres en total, en cada uno de los telescopios) es de 10 metros.

Proyectos en desarrollo:

• PEGASE: originalmente planeado para 2010-2012.
• TESS - aprobado. Lanzamiento en 2017.
• EChO - el estudio teórico del proyecto está en marcha. Si la ESA lo aprueba, el lanzamiento será aproximadamente en 2022.
• Telescopio espacial de gran apertura de tecnología avanzada (ATLAST): lanzamiento después de 2025.

Además de las misiones espaciales, existen planes para desarrollar instrumentos terrestres en el futuro. Por ejemplo, el Telescopio Europeo Extremadamente Grande, que actualmente se encuentra en construcción, contará con equipos capaces de estudiar las atmósferas de exoplanetas.

Métodos para buscar exoplanetas.

Nomenclatura

La visión artística del planeta HD 189733 A b

Los exoplanetas descubiertos actualmente reciben nombres que consisten en el nombre de la estrella alrededor de la cual orbita el planeta y una letra minúscula adicional del alfabeto latino, comenzando con la letra “b” (por ejemplo: 51 Pegasi b). Al siguiente planeta se le asigna la letra “c”, luego la “d” y así sucesivamente alfabéticamente. En este caso, la letra “a” no se utiliza en el nombre, ya que dicho nombre implicaría la propia estrella. Además, hay que prestar atención al hecho de que los planetas reciben nombres en el orden de su descubrimiento y no en función de su distancia a la estrella de revolución. Es decir, el planeta “c” puede estar más cerca de la estrella que el planeta “b”, simplemente fue descubierto más tarde (como, por ejemplo, en el sistema Gliese 876);

En los nombres de los exoplanetas había excepción. El caso es que antes del descubrimiento del sistema 51 Pegasi en 1995, los exoplanetas se llamaban de otra manera. Los primeros exoplanetas descubiertos alrededor del púlsar PSR 1257+12 recibieron el nombre en mayúsculas PSR 1257+12 B y PSR 1257+12 C. Además, tras el descubrimiento de un nuevo planeta más cercano a la estrella, fue bautizado como PSR 1257+12. A, pero no D. Posteriormente, estos planetas fueron renombrados para evitar confusiones de acuerdo con el moderno sistema de denominación de exoplanetas.

Algunos exoplanetas tienen "adicionales no oficiales" apodos"(como, por ejemplo, 51 Pegasus b se llama informalmente "Belerofonte"). Sin embargo, en la comunidad científica, asignar nombres personales oficiales a los planetas actualmente se considera poco práctico y, por lo tanto, no se practica ampliamente.

Propiedades de los exoplanetas

Tamaños estimados de los planetas SuperTierra, dependiendo de su masa y composición química. Ejemplos de tales planetas: Un planeta oceánico, compuesto en gran parte de agua; Planeta de hierro, planeta de carbono.

Los planetas se encuentran en aproximadamente el 10% de las estrellas incluidas en los programas de búsqueda. Su participación aumenta a medida que se acumulan datos y mejoran las técnicas de observación.

Comparación del Sistema Solar con el sistema 55 Cancri

Al principio, la mayoría de exoplanetas descubiertos eran planetas gigantes (ya que otros tipos de planetas son más difíciles de detectar). Sin embargo, hasta la fecha (2012) se han descubierto muchos planetas con masas del orden de la masa de Neptuno e inferiores. De los 2.326 candidatos descubiertos por el telescopio Kepler, 207 tienen aproximadamente el tamaño de la Tierra, 680 son supertierras, 1181 - Neptuno, 203 - tamaño comparable a Júpiter y 55 - más grande que Júpiter.

El número de planetas gigantes depende del contenido de elementos pesados ​​(metales) en las estrellas. Los sistemas con planetas gigantes también se encuentran predominantemente en estrellas de tipo solar (clases K5-F5), mientras que en las enanas rojas su proporción es mucho menor (hasta ahora sólo se han descubierto tres sistemas de este tipo entre 200 enanas rojas observadas). Los descubrimientos recientes realizados mediante microlentes gravitacionales indican la aparición generalizada de sistemas con planetas de masa intermedia como Neptuno y Neptuno en lugar de gigantes gaseosos. Esto se aplica principalmente a estrellas de baja masa y estrellas con bajo contenido de metales.

Para varios planetas se ha obtenido una estimación de su diámetro, lo que permite determinar su densidad, así como hacer suposiciones sobre la presencia de núcleos masivos compuestos de elementos pesados. Los astrónomos europeos liderados por Tristan Guillot del Observatorio de la Costa Azul (Francia) han descubierto que al comparar la densidad de los planetas con el contenido de metales de sus estrellas, existe una cierta correlación. Los planetas formados alrededor de estrellas que son tan ricas en metales como nuestro Sol tienen núcleos pequeños, mientras que los planetas cuyas estrellas contienen entre dos y tres veces más metal tienen núcleos mucho más grandes.

Para los exoplanetas que se mueven en órbitas con alta excentricidad, cuyo contenido interno incluye varias capas de materia, como capas de corteza, manto y material del núcleo, las fuerzas de marea pueden liberar energía térmica, lo que puede ayudar a crear y mantener condiciones favorables para la vida en el cuerpo cósmico, y su órbita, con el tiempo, puede evolucionar hacia una órbita casi circular.

El exoplaneta más cercano a la Tierra en términos de condiciones, conocido en 2009, es Gliese 581 c, cuya temperatura, según estimaciones preliminares, oscila entre 0 y 40 °C. También es teóricamente posible que existan reservas de agua líquida en este planeta (lo que implica la posibilidad de vida).

Algunos sistemas planetarios

Upsilon Andromedae d es un gigante gaseoso de Clase II que contiene nubes de agua. Una de las cuestiones abiertas en exoplanetología es la presencia de gigantes gaseosos con lunas masivas capaces de mantener una atmósfera bastante densa. Hasta el momento no se han realizado observaciones de la presencia de lunas. En la representación del artista, una luna que contiene un océano líquido gira alrededor de Upsilon Andrómeda d.

• 51 Pegasi es la primera estrella de secuencia principal similar al Sol en la que se descubre un exoplaneta.
• υ Andrómeda es la primera estrella de secuencia principal en la que se descubrió un sistema multiplanetario.
• Tau Ceti es el sistema multiplanetario más cercano descubierto (cinco planetas, el descubrimiento aún no ha sido confirmado).
• ε Eridani: sin contar el Sol, esta es la tercera luminaria de las estrellas más cercanas a un planeta, visible sin telescopio.

Vista artística del planeta HD 69830 d, con el cinturón de asteroides de la estrella HD 69830 al fondo

• 55 Cáncer: actualmente tiene 5 planetas conocidos, uno de los cuales es 55 Cáncer e, una súper Tierra caliente en tránsito del tamaño de 2 de la Tierra.
• μ Altar: tiene uno de los exoplanetas de menor masa conocidos, Mu Altar c, posiblemente perteneciente a los planetas terrestres.
• γ Cephei es la primera estrella doble relativamente cercana, en uno de cuyos componentes se descubrió el planeta Gamma Cephei Ab.
• Gliese 876 es la primera enana roja en la que se descubre un sistema planetario.
• HD 209458: contiene uno de los exoplanetas más notables: HD 209458 b ("Osiris"), el "planeta en evaporación".

Vista artística de la puesta de sol de tres luminarias en el supuesto satélite del planeta HD 188753 A b

• OGLE-TR-56 es la primera estrella cuyo planeta fue descubierto mediante el método de tránsito.
• OGLE-235/MOA-53 es el primer exoplaneta descubierto gracias al efecto de microlente gravitacional.
• 2M1207 es probablemente la primera imagen de un sistema planetario extrasolar.
• PSR 1257+12 es un púlsar cuyo sistema planetario fue el primero descubierto fuera del Sistema Solar. Se cree que uno de los planetas tiene una masa de sólo 0,025 la de la Tierra.
• HD 188753 es el primer sistema estelar triple en el que se descubre un exoplaneta (HD 188753 Ab).
• HD 189733: por primera vez en la historia de los estudios de exoplanetas, se compiló un mapa de temperaturas superficiales para el planeta HD 189733 A b.
• Gliese 581 c, Gliese 581 d, HD 85512 b y Kepler-22 b: entre los exoplanetas conocidos actualmente, son bastante similares a la Tierra.

Vista artística del planeta OGLE-2005-BLG-390L b (temperatura superficial −220 °C), que orbita una estrella a 20.000 años luz de la Tierra; Planeta descubierto mediante microlente gravitacional.

• KOI-961 d es el exoplaneta más pequeño (confiable) conocido hasta el momento (octubre de 2012) (<0,9 массы Земли).
• WASP-17 b es el primer planeta descubierto que orbita una estrella en una dirección opuesta a la rotación de la estrella misma.
• COROT-7 b es la primera supertierra (febrero de 2009) descubierta mediante el método de tránsito y tiene un tamaño de 1,58 tamaños terrestres.
• GJ 1214 b es el primer planeta oceánico (teóricamente).
• HD 10180 es la estrella con el máximo número de planetas descubiertos. Hasta abril de 2012 se habían descubierto nueve planetas.
• Gliese 581 g es un planeta con una alta probabilidad de existencia de agua líquida.
• Kepler-10 b es el primer planeta de hierro (densidad del planeta 8,8 g/cm³).
• Kepler-11 es una estrella situada en la constelación de Cygnus, a una distancia de unos 613 pársecs de nosotros. Hay al menos 6 planetas orbitando alrededor de la estrella.
• WASP-19 b es un exoplaneta con un período orbital alrededor de la estrella igual a 0,7888399 días terrestres (18,932 horas).
• WASP-33 b es el exoplaneta más caliente conocido hasta 2011. Temperatura - 3200°С.
• WASP-43 b y GJ 1214 b tienen las órbitas más estrechas. WASP-43 b se encuentra entre los Júpiter calientes, GJ 1214 b se encuentra entre las súper Tierras. WASP-43 b tiene un semieje mayor de 0,014 a. e. (2 millones de km o 5 radios estelares). La estrella madre de WASP-43 es la estrella de menor masa alrededor de la cual se han descubierto gigantes calientes. Para GJ 1214 b, el semieje mayor es 0,014 ± 0,0019 a. e. (excentricidad orbital inferior a 0,27 - órbita débilmente elíptica)

El sistema planetario ε Eridani imaginado por un artista

• KIC 10905746 b y KIC 6185331 b: por primera vez, los "aficionados" descubrieron exoplanetas entre la variedad de datos recopilados por los "profesionales" (proyecto Planet Hunters)
• Kepler-20 e y Kepler-20 f son los primeros exoplanetas descubiertos del tamaño de la Tierra o más pequeños, con Kepler-20 e midiendo solo 0,87 y Kepler-20 f 1,03 radios terrestres. Descubierto por el telescopio Kepler
• KOI-961 b, KOI-961 c y KOI-961 d son exoplanetas cercanos a la enana roja KOI-961, con radios de 0,78, 0,73 y 0,57 radios terrestres. El radio de KOI-961 d es ligeramente mayor que eso (0,53 radios terrestres).
• HD 37605 c es el primer Júpiter frío descubierto en 2012.
• 47 Osa Mayor: un sistema que consta de 3 Júpiter fríos: 47 Osa Mayor b, 47 Osa Mayor c y 47 Osa Mayor d.
• GD 66 b es probablemente el primer planeta con helio.
• WASP-12 b es un exoplaneta en el que astrónomos rusos han declarado la posible existencia de la primera exoluna descubierta (WASP-12 b I).
• HIP 11952 b y HIP 11952 c son los exoplanetas más antiguos descubiertos alrededor de la estrella HIP 11952, con una edad estimada de 12.800 millones de años. Anteriormente, este lugar lo ocupaba el planeta PSR B1620-26 b con una edad de 12,7 mil millones de años. La edad del sistema planetario de la estrella Kapteyn es de 11,5 mil millones de años y la de la estrella Kepler-444 es de 11,2 mil millones de años.
• Alpha Centauri B b es el exoplaneta más cercano a la Tierra (el descubrimiento aún no ha sido confirmado).
• JMASS J2126-8140 es el planeta más distante de su estrella madre conocido actualmente (enero de 2016): 1 billón de kilómetros (6685 AU). Al planeta WD 0806-661 b - 375 mil millones de km (2500 AU), al planeta GU Piscis b - 300 mil millones de km (aprox. 2000 AU), al planeta HD 106906 b - 97 mil millones de km (650 AU .e. ). El planeta en formación cerca de la estrella TW Hydra está a una distancia de 12 mil millones de kilómetros (80 UA), el gigante gaseoso cerca de la estrella 59 Virgo está a una distancia de 6,5 mil millones de kilómetros (43,5 UA).

Consecuencias del descubrimiento de exoplanetas

Comparación del sistema Kepler-11 con las órbitas de Mercurio y Venus

El descubrimiento de exoplanetas permitió a los astrónomos concluir: los sistemas planetarios son un fenómeno común en el espacio. Todavía no existe una teoría generalmente aceptada sobre la formación de planetas, pero ahora que es posible resumir las estadísticas, la situación en este ámbito está mejorando. La mayoría de los sistemas descubiertos son muy diferentes del solar; lo más probable es que esto se deba a la selectividad de los métodos utilizados (los planetas masivos de período corto son los más fáciles de detectar). En la mayoría de los casos, los planetas similares a la Tierra y de menor tamaño, por el momento (agosto de 2012), sólo pueden detectarse mediante el método de tránsito.

"Cierre" de exoplanetas

Un estudio cuidadoso del espectro de la estrella WASP-9 utilizando el espectrómetro de alta precisión HARPS reveló en él rastros de un segundo espectro estelar. Por tanto, el planeta WASP-9 b no existe.

Escuchémoslo...

Hola, sería interesante leer sobre exoplanetas en un lenguaje accesible, los métodos para detectarlos y los dispositivos de los telescopios para buscar exoplanetas. Gracias.

Muy interesante, personalmente, no sabía nada de este concepto. Averigüemos juntos...

Primero, comprendamos qué tipo de planetas son estos. Exoplaneta es un planeta ubicado fuera del sistema solar (el prefijo griego “exo” significa “afuera”, “afuera”), un término alternativo es planeta extrasolar. Los planetas son extremadamente pequeños y oscuros en comparación con las estrellas, y las estrellas mismas están lejos del Sol (la más cercana está a 4,22 años luz). Por tanto, durante mucho tiempo el problema de descubrir planetas cerca de otras estrellas fue insoluble.

Estos planetas fueron descubiertos indirectamente por primera vez en la década de 1990 por el leve “movimiento” de las estrellas que orbitan. A mediados de 2001 se habían descubierto sistemas planetarios alrededor de 58 estrellas cercanas al Sol y dos radiopúlsares, y en algunos casos se habían descubierto sistemas de varios planetas, pero hasta ahora ninguno de ellos ha sido observado y estudiado directamente. Las mediciones precisas de los movimientos de una estrella permiten estimar las masas de los miembros más grandes de su sistema planetario y los parámetros de sus órbitas. Es posible que algunos exoplanetas no formen parte de sistemas circunestelares como el Sistema Solar, sino que se muevan por sí solos en el espacio interestelar.

El primer informe fiable sobre la observación de un planeta situado cerca de otra estrella llegó a finales de 1995. Apenas diez años después, este logro recibió el "Premio Nobel de Oriente", el premio de Sir Run Run Shaw. Por tercer año, el magnate de los medios de comunicación de Hong Kong regalará un millón de dólares a científicos que hayan alcanzado logros especiales en astronomía, matemáticas y ciencias de la vida, incluida la medicina. Los galardonados en astronomía en 2005 fueron Michel Mayor de la Universidad de Ginebra (Suiza) y Geoffrey Marcy de la Universidad de California en Berkeley (EE.UU.), que recibieron el premio en una ceremonia celebrada en Hong Kong de manos de su fundador, de 98 años. -viejo Sr. Shaw. En el tiempo transcurrido desde el descubrimiento del primer exoplaneta, los equipos de investigación dirigidos por estos científicos han descubierto docenas de nuevos planetas distantes, y los astrónomos estadounidenses dirigidos por Marcy representan 70 de los primeros 100 descubrimientos. De esta manera se tomaron una especie de venganza del grupo suizo de Mayor, que en 1995 se adelantó dos meses a los estadounidenses con el informe del primer exoplaneta.

Tecnología de identificación

El primero en ver planetas cercanos a otras estrellas a través de un telescopio fue el matemático y astrónomo holandés Christiaan Huygens allá por el siglo XVII. Sin embargo, no pudo encontrar nada, ya que estos objetos no son visibles ni siquiera con los potentes telescopios modernos. Están ubicadas increíblemente lejos del observador, su tamaño es pequeño en comparación con las estrellas y la luz reflejada es débil. Y, finalmente, están ubicados cerca de su estrella de origen. Por eso, cuando se observa desde la Tierra, sólo se nota su luz brillante, y los puntos oscuros de los exoplanetas simplemente se "ahogan" en su resplandor. Debido a esto, los planetas fuera del sistema solar permanecieron desconocidos durante mucho tiempo.

En 1995, los astrónomos Michel Mayor y Didier Queloz de la Universidad de Ginebra, realizando observaciones en el Observatorio de Alta Provenza en Francia, registraron de forma fiable un exoplaneta por primera vez. Utilizando un espectrómetro ultrapreciso, descubrieron que la estrella 51 en la constelación de Pegaso "se balancea" con un período de poco más de cuatro días terrestres. (El planeta, que orbita alrededor de la estrella, la balancea con su influencia gravitacional, como resultado de lo cual, debido al efecto Doppler, se puede observar un cambio en el espectro de la estrella). Este descubrimiento pronto fue confirmado por los astrónomos estadounidenses Geoffrey Marcy. y Paul Butler. Posteriormente, se descubrieron otros 180 exoplanetas utilizando el mismo método de análisis de cambios periódicos en los espectros de las estrellas. Se encontraron varios planetas utilizando el llamado método fotométrico, cambiando periódicamente el brillo de una estrella cuando el planeta se encuentra entre la estrella y el observador. Este es el método utilizado para buscar exoplanetas en el satélite francés COROT, así como en la estación estadounidense Kepler.

Estación Kepler

Todavía no existe una teoría fiable que explique cómo se forman los sistemas planetarios de estrellas. Sólo existen hipótesis científicas al respecto. El más común de ellos sugiere que el Sol y los planetas surgieron de una sola nube de gas y polvo: una nebulosa cósmica en rotación. De la palabra latina nebulosa (“nebulosa”), esta hipótesis se llamó “nebular”. Curiosamente, es bastante antiguo: dos siglos y medio. El comienzo de las ideas modernas sobre la formación de los planetas se estableció en 1755, cuando se publicó en Königsberg el libro "Historia natural general y teoría de los cielos". Pertenecía a la pluma de un desconocido graduado de la Universidad de Koenigsberg, Immanuel Kant, de 31 años, que en aquel momento era maestro orientador para los hijos de terratenientes y enseñaba en la universidad. Es muy probable que Kant haya sacado la idea del origen de los planetas a partir de una nube de polvo de un libro publicado en 1749 por el escritor místico sueco Emanuel Swedishborg (1688-1772), quien planteó la hipótesis (según él, contada por ángeles) sobre la formación de estrellas como resultado del movimiento de vórtices de sustancias de la nebulosa cósmica. En cualquier caso, se sabe que el libro bastante caro de Swedishborg, en el que se presentaba esta hipótesis, fue comprado sólo por tres particulares, uno de los cuales era Kant. Más tarde, Kant se haría famoso como el fundador de la filosofía clásica alemana.

Pero el libro sobre el cielo siguió siendo poco conocido, ya que su editor pronto quebró y casi toda la tirada quedó sin vender. Sin embargo, la hipótesis de Kant sobre el surgimiento de planetas a partir de una nube de polvo, el Caos original, resultó ser muy tenaz y en épocas posteriores sirvió de base para muchos argumentos teóricos. En 1796, el matemático y astrónomo francés Pierre-Simon Laplace, aparentemente desconocido para el trabajo de Kant, propuso una hipótesis similar sobre la formación de los planetas del sistema solar a partir de una nube de gas y la justificó matemáticamente. Desde entonces, la hipótesis de Kant-Laplace se ha convertido en la principal hipótesis cosmogónica y explica cómo se originaron nuestro Sol y nuestros planetas. Posteriormente, las ideas sobre el origen del gas y el polvo del Sol y los planetas se perfeccionaron y complementaron de acuerdo con nueva información sobre las propiedades y la estructura de la materia.

Hoy en día se supone que la formación del Sol y de los planetas comenzó hace unos 10 mil millones de años. La nube inicial estaba formada por 3/4 de hidrógeno y 1/4 de helio, y la proporción de todos los demás elementos químicos era insignificante. La nube en rotación se comprimió gradualmente bajo la influencia de la gravedad. La mayor parte de la materia se concentró en su centro, que gradualmente se volvió más denso hasta tal punto que comenzó una reacción termonuclear con la liberación de una gran cantidad de calor y luz, es decir, estalló una estrella: nuestro Sol. Los restos de la nube de gas y polvo, que giraban a su alrededor, adquirieron gradualmente la forma de un disco plano. En él comenzaron a aparecer coágulos de materia más densa, que durante miles de millones de años se “mezcló” formando planetas. Además, los planetas aparecieron por primera vez cerca del Sol. Se trataba de formaciones relativamente pequeñas con alta densidad (hierro, piedra y esferas de piedra), planetas terrestres. Después de esto, se formaron planetas gigantes, compuestos principalmente de gases, en una región más alejada del Sol. Así, el disco de polvo original dejó de existir, convirtiéndose en un sistema planetario. Hace varios años, apareció una hipótesis del geólogo académico A.A. Marakushev, según el cual se supone que los planetas terrestres en el pasado también estaban rodeados de extensas capas gaseosas y parecían planetas gigantes. Poco a poco, estos gases fueron arrastrados hacia las afueras del sistema solar, y cerca del Sol solo quedaron los núcleos sólidos de los antiguos planetas gigantes, que ahora son planetas terrestres. Esta hipótesis se hace eco de los últimos datos sobre exoplanetas, que son bolas de gas situadas muy cerca de sus estrellas. Quizás en el futuro, bajo la influencia del calentamiento y las corrientes de viento estelar (partículas de plasma de alta velocidad emitidas por la estrella), también perderán atmósferas poderosas y se convertirán en gemelos de la Tierra, Venus y Marte.

Los exoplanetas son muy inusuales. Algunos se mueven a lo largo de órbitas muy alargadas, lo que provoca cambios significativos de temperatura, mientras que otros, debido a su ubicación extremadamente cercana a la estrella, se calientan constantemente hasta +1200°C. Hay exoplanetas que dan una revolución completa alrededor de su estrella en tan solo dos días terrestres, de lo rápido que se mueven en sus órbitas. Sobre algunos brillan dos o incluso tres "soles" a la vez: estos planetas giran alrededor de estrellas que forman parte de un sistema de dos o tres estrellas ubicadas cerca una de otra. Las propiedades tan diversas de los exoplanetas sorprendieron inicialmente a los astrónomos. Tuvimos que reconsiderar muchos modelos teóricos establecidos sobre la formación de sistemas planetarios, porque las ideas modernas sobre la formación de planetas a partir de una nube protoplanetaria de materia se basan en las características estructurales del sistema solar. Se cree que en la región más cálida cerca del Sol quedaron materiales refractarios: metales y rocas, a partir de los cuales se formaron los planetas terrestres. Los gases escaparon a una región más fría y distante, donde se condensaron en planetas gigantes. Algunos de los gases que terminaron en el borde, en la región más fría, se convirtieron en hielo, formando muchos planetoides diminutos. Sin embargo, entre los exoplanetas se observa una imagen completamente diferente: los gigantes gaseosos se encuentran casi cerca de sus estrellas.

La mayoría de los exoplanetas descubiertos son bolas gigantes de gas similares a Júpiter, con una masa típica de unas 100 masas terrestres. Hay alrededor de 170, es decir, el 90% del total. Entre ellos hay cinco variedades. Los más comunes son los “gigantes de agua”, llamados así porque, a juzgar por su distancia a la estrella, su temperatura debería ser la misma que la de la Tierra. Por lo tanto, es natural esperar que estén envueltos en nubes de vapor de agua o cristales de hielo. En general, estos 54 geniales “gigantes de agua” deberían verse como bolas de color blanco azulado. Los siguientes más comunes son 42 "Júpiter calientes". Están muy cerca de sus estrellas (10 veces más cerca que la Tierra del Sol) y, por tanto, su temperatura oscila entre +700 y +1200°C. Se cree que tienen una atmósfera de color marrón púrpura con vetas oscuras de nubes hechas de polvo de grafito. Es un poco más frío en 37 exoplanetas con una atmósfera de color lila azulado, llamados "Júpiter cálidos", cuyas temperaturas oscilan entre +200 y +600 °C. Hay 19 “gigantes del ácido sulfúrico” ubicados en regiones aún más frías de los sistemas planetarios. Se supone que están envueltos en una nube de gotas de ácido sulfúrico, como en Venus. Los compuestos de azufre pueden dar a estos planetas un color blanco amarillento. Los "gigantes de agua" ya mencionados se encuentran aún más lejos de las estrellas correspondientes, y en las regiones más frías hay 13 "gemelos de Júpiter", que tienen una temperatura similar a la del Júpiter real (de -100 a -200 ° C en el exterior). superficie de la capa de nubes) y, probablemente, se ven más o menos iguales: con franjas de nubes de color blanco azulado y beige, intercaladas con manchas blancas y naranjas de grandes vórtices.
Además de los planetas gaseosos gigantes, en los últimos dos años se han descubierto una docena de exoplanetas más pequeños. Son comparables en masa a los "pequeños gigantes" del Sistema Solar: Urano y Neptuno (de 6 a 20 masas terrestres). Los astrónomos llamaron a este tipo "Neptuno". Entre ellos existen cuatro variedades. Los “Neptunos Calientes” son los más comunes, con nueve de ellos descubiertos. Están situados muy cerca de sus estrellas y, por tanto, son muy calientes. También se han encontrado dos "Neptunos fríos" o "gigantes de hielo", similares al Neptuno del sistema solar. Además, también se clasifican en este tipo dos "supertierras": planetas masivos de tipo terrestre que no tienen una atmósfera tan densa y espesa como la de los planetas gigantes. Una de las “supertierras” se considera “caliente”, recordando en sus características al planeta Venus con muy probable actividad volcánica. Por el otro, “frío”, se supone la presencia de un océano de agua, por lo que extraoficialmente ya se le ha denominado Oceánida. En general, los exoplanetas aún no tienen nombre propio y se designan mediante una letra del alfabeto latino sumada al número de la estrella alrededor de la cual giran. La Supertierra Fría es el más pequeño de los exoplanetas. Fue descubierto en 2005 como resultado de una investigación conjunta de 73 astrónomos de 12 países. Las observaciones se llevaron a cabo en seis observatorios: en Chile, Sudáfrica, Australia, Nueva Zelanda y las islas hawaianas. Este planeta está extremadamente lejos de nosotros: 20.000 años luz.

Por supuesto, el mayor interés lo generan aquellos exoplanetas en los que puede existir vida. Para empezar a buscar "hermanos en mente" en el espacio, primero hay que encontrar un planeta con una superficie sólida en la que hipotéticamente podrían vivir. Es poco probable que los extraterrestres vuelen dentro de las atmósferas de los gigantes gaseosos o naden en las profundidades de los océanos. Además de una superficie dura, también se necesita una temperatura agradable, así como la ausencia de radiaciones nocivas que sean incompatibles con la vida (al menos con las formas de vida que conocemos). Los planetas que tienen agua se consideran habitables. Por lo tanto, la temperatura media en su superficie debe ser de aproximadamente 0°C (puede variar significativamente de este valor, pero no exceder los +100°C). Por ejemplo, la temperatura media en la superficie de la Tierra es de +15°C, y el rango de fluctuaciones es de -90 a +60°C. Las regiones del espacio con condiciones favorables para el desarrollo de la vida tal como la conocemos en la Tierra son denominadas por los astrónomos “zonas habitables”. Los planetas terrestres y sus satélites ubicados en dichas zonas son los lugares más probables para la manifestación de formas de vida extraterrestres. El surgimiento de condiciones favorables es posible en los casos en que el planeta está ubicado en dos zonas habitables a la vez: circunestelar y galáctica.

La zona habitable circunestelar (a veces también llamada “ecosfera”) es una capa esférica imaginaria alrededor de una estrella dentro de la cual la temperatura en la superficie de los planetas permite la presencia de agua. Cuanto más caliente es la estrella, más alejada está esa zona de ella. En nuestro sistema solar, tales condiciones sólo existen en la Tierra. Los planetas más cercanos a ella, Venus y Marte, están ubicados exactamente en los límites de esta capa: Venus está en el lado caliente y Marte, en el lado frío. Entonces la ubicación de la Tierra es muy favorable. Si estuviera más cerca del Sol, los océanos se evaporarían y la superficie se convertiría en un desierto caliente. Más lejos del Sol, se producirá una glaciación global y la Tierra se convertirá en un desierto helado. La zona habitable galáctica es aquella región del espacio que es segura para la manifestación de la vida. Una región así debe estar lo suficientemente cerca del centro de la galaxia para contener muchos de los elementos químicos pesados ​​necesarios para la formación de planetas rocosos. Al mismo tiempo, esta región debe estar a cierta distancia del centro de la galaxia para evitar explosiones de radiación que se producen durante las explosiones de supernovas, así como colisiones desastrosas con numerosos cometas y asteroides, que pueden ser causadas por la influencia gravitacional. de estrellas errantes. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, tiene una zona habitable a aproximadamente 25.000 años luz de su centro. Una vez más tuvimos suerte de que el Sistema Solar se encontrara en una región adecuada de la Vía Láctea, que, según los astrónomos, incluye sólo alrededor del 5% de todas las estrellas de nuestra Galaxia.
Las futuras búsquedas de planetas terrestres cerca de otras estrellas, planificadas con ayuda de estaciones espaciales, tienen como objetivo precisamente zonas favorables para la vida. Esto limitará significativamente el área de búsqueda y dará esperanzas de descubrir vida fuera de la Tierra. Ya se ha elaborado una lista de las 5.000 estrellas más prometedoras. En primer lugar se estudiarán los alrededores de 30 estrellas de esta lista, cuya ubicación se considera la más favorable para el surgimiento de la vida.

Según su masa, todos los planetas se dividen en 3 tipos: gigantes (como Júpiter y Saturno), neptunos (como Urano y Neptuno) y planetas terrestres o tierras (como la Tierra y Venus). La frontera entre los gigantes y Neptuno discurre a lo largo de la línea de aparición del hidrógeno metálico en el interior de los planetas (unas 60 masas terrestres o 0,19 masas de Júpiter). La frontera entre Neptuno y la Tierra está trazada de forma bastante arbitraria a lo largo de 7 masas terrestres (simplemente porque Urano, con sus 14 masas terrestres, sigue siendo un Neptuno claro, y la Tierra ya es claramente un planeta terrestre). Es posible que en el rango de 3 a 10 masas terrestres haya planetas cuyas propiedades difieran marcadamente tanto de las propiedades de Neptuno como de las propiedades de los planetas terrestres, pero hasta que no se descubran realmente, no multiplicaremos las entidades más allá de lo necesario. .

Además de la masa, existen muchas diferencias importantes entre los planetas gigantes, por un lado, y Neptuno, por otro. Por tanto, la composición química de los planetas gigantes se acerca a la composición química de las estrellas, es decir. se componen principalmente de hidrógeno y helio con una pequeña (varios por ciento) mezcla de elementos pesados. Neptuno se compone principalmente de hielo (hielo de agua, metano, amoníaco y sulfuro de hidrógeno) con una notable mezcla de rocas (silicatos y aluminosilicatos), la cantidad de hidrógeno y helio en su composición no supera el 15-20%. Por último, los planetas terrestres no sólo carecen de hidrógeno y helio, sino también en gran medida de hielo, y están compuestos principalmente de silicatos con una mezcla de hierro.

Resumamos las propiedades de los planetas en función de su masa.

1. Planetas gigantes, con masas en el rango de 0,19 a 13 masas de Júpiter. Se diferencian en una composición química casi estelar, es decir. consisten principalmente en hidrógeno y helio. Giran rápidamente. Debido a la colosal presión en las entrañas del planeta, el hidrógeno pasa a la fase metálica (o, en otras palabras, se degenera). El radio de los planetas, desde 0,3 masas de Júpiter hasta el borde de las enanas marrones (13 masas de Júpiter), está cerca del radio de Júpiter, o aproximadamente 10 a 11 veces el radio de la Tierra. La excepción es la llamada Los "Júpiter calientes" son planetas gigantes ubicados cerca de su estrella y que tienen una temperatura efectiva superior a 1000 K. Fuertemente calentada por la luz de una estrella cercana, su atmósfera se expande, aumentando el radio aparente del planeta a 1-1,4 el radio de Júpiter. La densidad media de los gigantes varía de 0,28 g/cc (los Júpiter calientes más enrarecidos) a 12 g/cc (los planetas gigantes más masivos con 10-12 masas de Júpiter). La segunda velocidad de escape de estos planetas supera los 37 km/s y suele ser de 45 a 70 km/s. Lo más probable es que todos los planetas gigantes tengan un fuerte campo magnético, que se intensifica a medida que aumenta la masa del planeta.
En el sistema solar, los planetas gigantes son Júpiter y Saturno.

2. Neptuno, masa en el rango de 7 a 60 masas terrestres (0,022 - 0,19 masas de Júpiter). Se componen principalmente de hielo (agua, amoníaco, metano, sulfuro de hidrógeno) y roca, y representan aproximadamente una cuarta parte de la masa total del planeta. La proporción de hidrógeno y helio en la composición del planeta no supera el 15-20%. La presión en los intestinos no es suficiente para que el hidrógeno pase a la fase metálica. El radio está cerca de 4 radios terrestres. La densidad media es de 1,3 a 2,2 g/cc, la segunda velocidad de escape es de 18 a 30 km/s. Un campo magnético es muy diferente de un campo dipolar (por ejemplo, un planeta puede tener dos polos norte y dos polos sur).
En el sistema solar, los Neptuno son Urano y Neptuno.

3. Planetas terrestres, con masa inferior a 7 masas terrestres. Se componen principalmente de silicatos (componente de la roca) y hierro. Densidad media 3,5-6 g/cc. El radio es menor que 2 radios terrestres.
En el sistema solar, los planetas terrestres son Mercurio, Venus, la Tierra y Marte.

Ahora veamos los 10 mejores exoplanetas encontrados.

El primer planeta fuera de nuestro sistema solar fue descubierto por los astrónomos en 1989. Se trataba del PSR 1257+12 b, que orbitaba alrededor de un púlsar. En el pasado, la mayoría de los exoplanetas descubiertos (y hay más de 500) resultaron ser los llamados Júpiter calientes, es decir, gigantes gaseosos, muchos de los cuales se encuentran en órbitas muy cercanas a sus estrellas madre. Sin embargo, esto es natural, ya que los métodos existentes para buscar planetas extrasolares se basan en mediciones ultraprecisas de la vibración de una estrella bajo la influencia de la gravedad de los planetas (método de velocidad radial) o en el registro de cambios en el brillo de una estrella en el momento en que un planeta pasa por delante de su disco (método de tránsito). Así, ya se han descubierto más de 500 mundos extrasolares en los que no hay planetas exactamente iguales. Pero esta es la belleza de nuestro Universo, que nos deleita con un derroche de diversidad. Le invitamos a conocer los diez exoplanetas más interesantes, según los editores del sitio web kosmos-x.net.ru, descubiertos por los astrónomos.

Gliese 581g. Ilustración de Zina Deretsky, Ciencia Nacional.

Gliese 581g- un planeta que orbita alrededor de la estrella Gliese 581 a una distancia de unos 20 años luz de la Tierra. Gliese 581g se encuentra en la “zona habitable”, es decir, a una distancia tal de la estrella que recibe la cantidad de energía estelar necesaria para la existencia de agua líquida en ella. Algunos astrónomos creen que el sistema Gliese 581 no tiene cuatro, sino seis planetas.

Apodado TrES-4. Ilustración de Jeffrey Hall, Observatorio Lowell.

Apodado TrES-4- un gigante gaseoso a una distancia de 1.400 años luz de nosotros, que gira en una órbita muy cercana a su estrella y completa una revolución completa a su alrededor en sólo tres días. Con un diámetro 1,7 veces mayor que el de Júpiter, el llamado TrES-4 pertenece a la clase de planetas “hinchados” que tienen una densidad extremadamente baja.

Upsilon Eridani b. NASA, ESA, G.F. Benedicto (Universidad de Texas, Austin).

Upsilon Eridani b es un exoplaneta descubierto alrededor de la estrella similar al Sol Upsilon Eridani, que está a sólo 10,5 años luz de la Tierra. Está tan cerca de nosotros que los astrónomos pronto podrán fotografiarlo. Upsilon Eridani b está demasiado lejos de su estrella para que exista agua líquida allí, pero los científicos creen que no es el único planeta del sistema Upsilon Eridani; es muy posible que haya otros mundos en la zona habitable.

CoRoT-7b. Ilustración ESO/L. Calcada.

CoRoT-7b Es el primer mundo rocoso descubierto fuera de nuestro sistema solar. Aunque en realidad esto es un auténtico infierno. El planeta, que se encuentra a 400 años luz de distancia, tiene un radio casi cinco veces mayor que el de la Tierra y está clasificado como una “supertierra”. Se encuentra en una órbita muy cercana a su estrella madre (0,0172 unidades astronómicas) y su período orbital es de unas 20 horas. La temperatura en la cara iluminada del planeta es extremadamente alta: unos 2000 °C.

HD 188753Ab. Ilustración de Planetquest/Caltech de NASA/JPL.

HD 188753 Ab- un gigante de gas caliente, que también se llama Tatooine (recordemos la película de J. Lucas "Star Wars"). Sin embargo, a diferencia de la impresionante puesta de sol de estrellas gemelas vista por el joven Luke Skywalker, en el cielo de HD 188753 Ab se pueden ver tres soles, ya que el planeta se encuentra en un sistema de tres estrellas a una distancia de aproximadamente 149 años luz de la Tierra. . También hace bastante calor porque orbita muy cerca de la estrella principal, completando una órbita en sólo 3,5 días.

OGLE-2005-BLG-390L b. Ilustración de ESO.

exoplaneta OGLE-2005-BLG-390L b Con una temperatura superficial de -220 grados Celsius, es el mundo más frío encontrado hasta ahora por los astrónomos. Con un diámetro 5,5 veces mayor que el de la Tierra, OGLE-2005-BLG-390L B está clasificado como una "supertierra" y orbita una estrella enana roja a 28.000 años luz de la Tierra.

AVISPA-12b. Ilustración de ESA/NASA/Frederic Pont, Observatorio de la Universidad de Ginebra.

avispa-12b, como la mayoría de los exoplanetas conocidos descubiertos por los astrónomos, es un gran mundo gaseoso a unos 870 años luz de la Tierra. El exoplaneta tiene casi el doble del tamaño de Júpiter. WASP-12b orbita su estrella a una distancia muy cercana (poco más de 1,5 millones de kilómetros) y es el planeta más caliente, con una temperatura superficial de aproximadamente 2200 °C.

BARRIDOS-10. Ilustración de la NASA.

BARRIDOS-10- un exoplaneta que tiene el período de revolución alrededor de una estrella más corto conocido por los científicos: completa una revolución en sólo 10 horas. Se encuentra a una distancia de unos 22.000 años luz de la Tierra.

Coku Tau 4. Ilustración de la NASA.

Coku Tau 4- uno de los exoplanetas más jóvenes, de menos de 1 millón de años. Se encuentra a unos 420 años luz de la Tierra. Los astrónomos concluyeron la existencia de este planeta después de descubrir un agujero en el disco de polvo que rodea a la estrella. El agujero, 10 veces el tamaño de la Tierra, gira alrededor de la estrella y probablemente se formó como resultado de la rotación del planeta, limpiando el espacio a su alrededor de polvo y gas.

HD 209458b. Ilustración de NASA, ESA y G. Bacon (STScI).

HD 209458 b (Osiris)- un planeta cometa ubicado a una distancia de 153 años luz de la Tierra. Pesa un poco menos que Júpiter y completa una revolución completa alrededor de la estrella en sólo 3,5 días. Se descubrió que Osiris tenía una larga columna de gas procedente de su propia atmósfera. El análisis de esta “cola” mostró que contiene elementos tanto ligeros como pesados ​​(como carbono y silicio). Al mismo tiempo, la temperatura atmosférica es de unos 1.226 grados centígrados. Esto permitió a los científicos suponer que el planeta estaba calentado hasta tal punto por su estrella que incluso los elementos pesados ​​podían abandonar su atmósfera.

¿Cómo se encuentran esos planetas?

Supongamos que el observador está en la estrella más cercana a nosotros, Alfa Centauri, y mira hacia el Sistema Solar. Entonces nuestro Sol brillará para él con tanta intensidad como la estrella Vega en el cielo terrestre. Y el brillo de los planetas resultará muy débil: Júpiter será una "estrella" de magnitud 23, Venus de magnitud 24 y la Tierra y Saturno de magnitud 25. En términos generales, los telescopios modernos más grandes serían capaces de detectar objetos tan débiles si no hubiera estrellas brillantes cerca de ellos en el cielo. Pero para un observador distante, el Sol siempre está ubicado al lado de los planetas: para un astrónomo de Alfa Centauro, la distancia angular de Júpiter al Sol no excede los 4 segundos de arco, y entre Venus y el Sol es de solo 0,5 segundos de arco. segundo. Para los telescopios modernos, detectar una estrella extremadamente débil tan cerca de una estrella brillante es una tarea imposible. Los astrónomos ahora están diseñando instrumentos que pueden resolver este problema. Por ejemplo, la imagen de una estrella brillante se puede cubrir con una pantalla especial para que su luz no interfiera con el estudio de un planeta cercano. Un dispositivo de este tipo se denomina “coronógrafo estelar”; Tiene un diseño similar al coronógrafo del eclipse solar de Lyo. Otro método consiste en "apagar" la luz de una estrella debido al efecto de interferencia de sus rayos de luz captados por dos o más telescopios cercanos: el llamado "interferómetro estelar". Dado que la estrella y el planeta ubicado a su lado se observan en direcciones ligeramente diferentes, utilizando un interferómetro estelar (cambiando la distancia entre telescopios o eligiendo el momento adecuado de observación) es posible apagar casi por completo la luz de la estrella y, al mismo tiempo, potenciar la luz del planeta. Ambos instrumentos descritos, el coronógrafo y el interferómetro, son muy sensibles a la influencia de la atmósfera terrestre, por lo que, para que funcionen con éxito, aparentemente tendrán que ser colocados en una órbita terrestre baja.

También existen métodos como
- Medición del brillo de las estrellas.
- Medición de la posición de la estrella
- Medir la velocidad de una estrella.
- Búsqueda astrométrica

Actualmente, más de 150 astrónomos buscan exoplanetas en varios observatorios de todo el mundo, incluido el grupo científico más productivo de J. Marcy y el grupo de M. Major. Para desarrollar terminología y coordinar esfuerzos en esta área, la Unión Astronómica Internacional (IAU) creó el Grupo de Trabajo sobre Planetas Extrasolares (ver http://www.ciw.edu/IAU/div3/wgesp/), cuyo primer líder fue eligió al astrónomo teórico estadounidense Alan Boss (A.Boss). Se ha propuesto una terminología temporal según la cual se debería llamar “planeta” a un cuerpo con una masa inferior a 13 Mu que orbita alrededor de una estrella de tipo solar; Los mismos objetos, pero que se mueven libremente en el espacio interestelar, deberían llamarse "subenanas marrones" (subenanas marrones). Actualmente, este término se utiliza en relación con varias docenas de objetos extremadamente débiles encontrados en 2000-2001 en la Nebulosa de Orión y no asociados con estrellas. Emiten principalmente en el infrarrojo y es probable que su masa se encuentre entre las enanas marrones y los planetas gigantes. Aún no se puede decir nada definitivo sobre ellos.

En 2013, en el marco de un proyecto conjunto de Estados Unidos, Canadá y Europa, está previsto lanzar el gran telescopio espacial JWST (James Webb Space Telescope). Este gigante con un espejo de 6 metros de diámetro, que lleva el nombre del ex director de la NASA, está destinado a sustituir al veterano de la astronomía espacial: el telescopio Hubble. Entre sus tareas estará la búsqueda de planetas fuera del sistema solar. Ese mismo año se lanzará un complejo de dos estaciones automáticas TPF (Terrestrial Planet Finder), diseñadas exclusivamente para observar las atmósferas de exoplanetas similares a nuestra Tierra. Con la ayuda de este observatorio espacial se planea buscar planetas habitables, analizando los espectros de sus capas de gas para detectar vapor de agua, dióxido de carbono y ozono, gases que indican la posibilidad de vida. Finalmente, en 2015, la Agencia Espacial Europea enviará al espacio una flota de telescopios Darwin, diseñados para buscar signos de vida fuera del sistema solar analizando la composición de las atmósferas de los exoplanetas.

Si la exploración espacial de exoplanetas va según lo planeado, dentro de diez años podemos esperar las primeras noticias fiables sobre planetas favorables para la vida: datos sobre la composición de las atmósferas que los rodean e incluso información sobre la estructura de sus superficies.

En general, el descubrimiento de los primeros sistemas planetarios extrasolares fue uno de los mayores logros científicos del siglo XX. El problema más importante ha sido resuelto: el sistema solar no es único; la formación de planetas cerca de las estrellas es una etapa natural de su evolución. Al mismo tiempo, queda claro que el sistema solar es atípico: sus planetas gigantes, que se mueven en órbitas circulares fuera de la “zona de vida” (la región de temperaturas moderadas alrededor del Sol), permiten que los planetas terrestres, uno de los cuales es la Tierra , para existir en esta zona durante mucho tiempo - tiene una biosfera. Al parecer, otros sistemas planetarios rara vez tienen esta cualidad.

hacer un recorrido por la ISS

28.03.2018 18:47 1024

Muchos de ustedes están interesados ​​en la astronomía, leen varios libros y ven películas sobre el espacio. Es posible que alguna vez hayas escuchado que los científicos llaman exoplanetas a algunos planetas. Pero ahora descubriremos qué son los exoplanetas.

La palabra "exo" en griego significa "afuera" o "afuera". De estas palabras se deduce que los exoplanetas son planetas que se encuentran fuera de nuestro sistema solar.

Los científicos comenzaron a notar estos planetas a fines de la década de 1980, cuando aparecieron poderosos dispositivos que permitieron hacerlo. Los astrónomos han recibido gran ayuda en el estudio de exoplanetas mediante telescopios espaciales: satélites artificiales que se inventaron para descubrir nuevos planetas. Los científicos han descubierto muchos exoplanetas utilizando potentes telescopios ópticos instalados en varios observatorios.

Los investigadores dividen los exoplanetas en dos tipos: exoplanetas terrestres y exoplanetas gaseosos. Los planetas terrestres están compuestos de hierro, aluminio, magnesio y oxígeno. Debido a esto, tienen una alta densidad y una superficie dura. Los gigantes gaseosos están formados por varios gases: hidrógeno, metano, helio. No podrás caminar sobre esos planetas, ya que no tienen una superficie sólida. Si bajas a un planeta así, puedes caer en él, como si estuvieras volando entre las nubes. Pero cuanto más se profundiza, más aumenta la presión, lo que puede simplemente aplastar un objeto. En nuestro sistema solar, los planetas terrestres incluyen Mercurio, Venus, la Tierra y Marte, y los gigantes gaseosos incluyen Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

Los exoplanetas terrestres se dividen en diferentes clases, como la súper Tierra, el planeta oceánico, el planeta de hierro y muchos otros.

Las SuperTierras son planetas cuya masa es mayor que la masa de la Tierra, pero menor que la masa de los gigantes gaseosos. Entre las súper Tierras, se puede destacar el planeta Gliese 581c. Orbita la estrella Gliese 581 (su sol) en la constelación de Libra. Este planeta fue descubierto en 2007 en el Observatorio La Silla, que se encuentra en Chile. El exoplaneta Gliese 581c tiene un tamaño similar a nuestro planeta. Se encuentra aproximadamente a 20 años luz de la Tierra. Gracias a varios cálculos, los astrónomos pudieron descubrir que en este planeta puede existir una atmósfera, la temperatura de la superficie es de unos 100 0 C y un año dura sólo 13 días terrestres. Los científicos sugieren que puede existir agua en este exoplaneta.

Un planeta oceánico es un exoplaneta que está completamente cubierto de agua. Hasta ahora, los astrónomos han descubierto sólo uno de estos planetas con el nombre complejo GJ 1214 b, que encaja con este nombre. Está ubicado en la constelación de Ofiuco.

Los planetas de hierro son un tipo de planeta que tiene una gran cantidad de metal en su núcleo. Un ejemplo de un planeta de este tipo es el exoplaneta Kepler-10 b en la constelación de Draco.

Los exoplanetas gaseosos también se dividen en diferentes clases: Neptuno caliente, SuperJúpiter y otros.

Hot Neptune es una clase de exoplanetas que son similares en tamaño y masa a Neptuno y Urano y están muy cerca de su estrella (distancia inferior a una unidad astronómica). El planeta Gliese 436 b pertenece precisamente a esa clase de exoplanetas. Se encuentra ubicado en la constelación de Leo, a 33 años luz de nuestra Tierra. Este planeta se compone principalmente de agua. Debido a su ubicación cercana a su estrella (su Sol), ¡la temperatura en el planeta es de unos 300 0 C! Sin embargo, el agua a esta temperatura no se evapora, sino que se encuentra en estado sólido (hielo). Todo esto se debe a la enorme fuerza de gravedad de este planeta. Crea una presión muy alta que comprime las moléculas de agua y las convierte en hielo caliente. Las fuerzas de gravedad impiden que este hielo se derrita.

Super-Júpiter es un tipo de exoplaneta cuyo tamaño y masa superan el tamaño del planeta más grande de nuestro sistema solar, Júpiter. Un ejemplo de un exoplaneta de este tipo es el planeta Kepler-419 c. Se encuentra ubicado en la constelación de Cygnus, a una distancia de 2544 años luz de la Tierra.

Como ya habrán notado, todos los exoplanetas enumerados anteriormente tienen nombres muy extraños y complejos que son difíciles de recordar. El hecho es que en los últimos años los científicos han logrado descubrir varios miles de nuevos exoplanetas y era difícil encontrar un nombre para cada uno. Por lo tanto, decidieron nombrar a los exoplanetas en honor a las estrellas (su Sol) alrededor de las cuales giran. Y los astrónomos empezaron a añadir una letra al nombre de la estrella. Por ejemplo, el planeta Kepler-419 c orbita alrededor de la estrella (su Sol) Kepler-419.