Jak wyglądają egzoplanety. Co to jest egzoplaneta? Wczesne odkrycia egzoplanet

Całkowita liczba egzoplanet w Drodze Mlecznej wynosi ponad 100 miliardów. Egzoplaneta to planeta znajdująca się poza naszym Układem Słonecznym. Obecnie naukowcy odkryli jedynie niewielką ich część. O 10 najbardziej niesamowitych planetach w tym poście.

Najciemniejszą egzoplanetą jest odległy gazowy gigant TrES-2b wielkości Jowisza.

Pomiary wykazały, że planeta TrES-2b odbija mniej niż jeden procent światła, przez co jest czarniejsza od węgla i naturalnie ciemniejsza niż jakakolwiek planeta w Układzie Słonecznym. Prace dotyczące tej planety zostały opublikowane w czasopiśmie Royal Astronomical Society Monthly Notices. Planet TrES-2b odbija mniej światła nawet niż czarna farba akrylowa, więc jest to naprawdę mroczny świat.

TRES-4

Największą planetą znalezioną we Wszechświecie jest TrES-4. Została odkryta w 2006 roku i znajduje się w gwiazdozbiorze Herkulesa. Planeta zwana TrES-4 krąży wokół gwiazdy znajdującej się około 1400 lat świetlnych od Ziemi.

Naukowcy twierdzą, że średnica odkrytej planety jest prawie 2 razy (dokładniej 1,7) większa niż średnica Jowisza (jest to największa planeta Układu Słonecznego). Temperatura TrES-4 wynosi około 1260 stopni Celsjusza.

COROT-7b

Rok na COROT-7b trwa nieco ponad 20 godzin. Nic dziwnego, że pogoda na tym świecie jest, delikatnie mówiąc, egzotyczna.

Astronomowie sugerują, że planeta składa się z litej i litej skały, a nie zamarzniętych gazów, które w takich warunkach z pewnością ulegną wrzeniu. Temperatura na oświetlonej powierzchni spada z +2000 C do -200 C w nocy .

osa-12b

Astronomowie zaobserwowali kosmiczny kataklizm: gwiazda pochłaniała własną planetę, która znajdowała się w jej pobliżu. Mówimy o egzoplanecie WASP-12b. Została odkryta w 2008 roku.

WASP-12b, podobnie jak większość znanych egzoplanet odkrytych przez astronomów, jest dużym światem gazowym. Jednak w przeciwieństwie do większości innych egzoplanet, WASP-12b okrąża swoją gwiazdę w bardzo bliskiej odległości – nieco ponad 1,5 miliona kilometrów (75 razy bliżej Słońca niż Ziemia).

Naukowcy twierdzą, że rozległy świat WASP-12b patrzył już w twarz w obliczu jego śmierci. Najważniejszym problemem planety jest jej wielkość. Rozrosła się do tego stopnia, że ​​nie jest w stanie utrzymać swojej materii przeciwko siłom grawitacyjnym swojej rodzimej gwiazdy. WASP-12b oddaje swoją materię gwieździe w ogromnym tempie: sześć miliardów ton na sekundę. W takim przypadku planeta zostanie całkowicie zniszczona przez gwiazdę za około dziesięć milionów lat. Jak na kosmiczne standardy, to całkiem sporo.

Kepler-10b

Za pomocą teleskopu kosmicznego astronomom udało się odkryć najmniejszą skalistą egzoplanetę o średnicy około 1,4 średnicy Ziemi.

Nową planetę oznaczono jako Kepler-10b. Gwiazda, wokół której krąży, znajduje się około 560 lat świetlnych od Ziemi, w gwiazdozbiorze Smoka i jest podobna do naszego Słońca. Należąca do klasy „super-Ziemi” Kepler-10b krąży po orbicie dość blisko swojej gwiazdy, okrążając ją w zaledwie 0,84 ziemskiego dnia, a temperatura na niej sięga kilku tysięcy stopni Celsjusza. Naukowcy szacują, że przy średnicy 1,4 średnicy Ziemi Kepler-10b ma masę 4,5 razy większą od Ziemi.

HD 189733b

HD 189733b to planeta wielkości Jowisza krążąca wokół swojej gwiazdy oddalonej o 63 lata świetlne. I chociaż wielkość tej planety jest podobna do Jowisza, ze względu na bliskość gwiazdy jest znacznie gorętsza od dominującego gazowego giganta naszego Układu Słonecznego. Podobnie jak w przypadku innych odkrytych gorących Jowiszów, rotacja tej planety jest zsynchronizowana z jej ruchem orbitalnym – planeta zawsze jest zwrócona jedną stroną do gwiazdy. Okres orbitalny wynosi 2,2 dnia ziemskiego.

Keplera-16b

Analiza danych dotyczących układu Kepler-16 wykazała, że ​​egzoplaneta Kepler-16b, odkryta w nim w czerwcu 2011 r., okrąża dwie gwiazdy jednocześnie. Gdyby obserwator znalazł się na powierzchni planety, zobaczyłby dwa wschodzące i zachodzące słońca, zupełnie jak na planecie Tatooine z fantastycznej sagi Gwiezdne Wojny.

W czerwcu 2011 roku naukowcy ogłosili, że układ zawiera planetę, którą oznaczyli jako Kepler-16b. Po przeprowadzeniu dalszych szczegółowych badań odkryli, że Kepler-16b krąży wokół układu podwójnego gwiazd po orbicie w przybliżeniu równej orbicie Wenus i wykonuje jeden obrót co 229 dni.

Dzięki wspólnym wysiłkom astronomów-amatorów uczestniczących w projekcie Planet Hunters oraz astronomów zawodowych odkryto planetę w układzie czterogwiazdkowym. Planeta krąży wokół dwóch gwiazd, które z kolei krążą wokół dwóch kolejnych gwiazd.

PSR 1257b i PSR 1257c

2 planety krążą wokół umierającej gwiazdy.

Kepler-36b i Kepler-36c

Egzoplanety Kepler-36b i Kepler-36c - te nowe planety odkrył teleskop Keplera. Te niezwykłe egzoplanety są uderzająco blisko siebie.

Astronomowie odkryli parę sąsiadujących ze sobą planet o różnej gęstości, krążących bardzo blisko siebie. Egzoplanety znajdują się zbyt blisko swojej gwiazdy i nie znajdują się w tak zwanej „ekosferze” układu gwiezdnego, czyli strefie, w której na powierzchni może występować woda w stanie ciekłym, ale nie to czyni je interesującymi. Astronomów zaskoczyło bardzo bliskie sąsiedztwo tych dwóch zupełnie różnych planet: orbity planet są tak blisko, jak orbity wszelkich innych planet odkrytych wcześniej.

Światy krążące wokół innych gwiazd nazywane są „egzoplanetami” i obejmują one zarówno gigantyczne gazowe olbrzymy większe od Jowisza, jak i małe, skaliste planety, takie jak Ziemia czy Mars. Odległe planety mogą być na tyle gorące, że na ich powierzchni topi się metal lub lodowe kule śnieżne. Wiele z nich okrąża swoje gwiazdy tak szybko i blisko, że ich rok trwa kilka ziemskich dni. Niektórzy mogą mieć dwa słońca. Są też wędrowcy wypędzeni ze swoich systemów, którzy wędrują po galaktyce w ciemności.

Droga Mleczna to ogromna rodzina gwiazd rozciągająca się na około 100 000 lat świetlnych. Jego spiralna struktura liczy około 400 miliardów mieszkańców, a wśród nich jest nasze Słońce. Jeśli każda z tych gwiazd ma na orbicie nie jedną planetę, ale kilka, jak w Układzie Słonecznym, wówczas liczba światów w Drodze Mlecznej jest po prostu astronomiczna: liczba ta sięga bilionów.

Tysiące układów gwiezdnych żyjących w Drodze Mlecznej. Źródło: ESO/M. Kornmessera

Ludzkość od kilku stuleci spekuluje na temat możliwości istnienia planet wokół odległych gwiazd, a teraz możemy śmiało powiedzieć, że światy pozasłoneczne istnieją. Nasza najbliższa sąsiadka, Proxima Centauri, niedawno dokonała odkrycia i zapewne nie jest sama. Odległość do niej wynosi około 4,5 lat świetlnych lub 40 bilionów kilometrów. Jednak większość odkrytych egzoplanet znajduje się w odległości setek lub tysięcy lat świetlnych.

Zła wiadomość jest taka, że ​​nie mamy jeszcze jak się do nich dostać. Dobra wiadomość jest taka, że ​​możemy im się przyjrzeć, zmierzyć ich temperaturę, zbadać atmosferę i być może wkrótce odkryjemy oznaki życia ukryte w przyćmionym świetle pochodzącym z tych odległych światów.

Pierwszą egzoplanetą, która pojawiła się na scenie światowej, była oddalona o 50 lat świetlnych 51 Pegasi b, która okrąża swoją gwiazdę raz na 4 ziemskie dni. Punkt zwrotny, po którym planety pozasłoneczne stały się powszechne, nastąpił w 1995 roku.

Artystyczna reprezentacja gorącego Jowisza. Źródło: ESO

Jeszcze przed 51 Pegasi b było kilku kandydatów. Egzoplaneta znana dziś jako Tadmor została odkryta w 1988 roku. Chociaż w 1992 roku jej istnienie zostało zakwestionowane z powodu niewystarczających dowodów, dziesięć lat później dodatkowe obserwacje potwierdziły, że wokół Gamma Cephei A rzeczywiście krąży planeta. Następnie w 1992 roku odkryto układ „planet pulsarowych”. Światy te krążą wokół martwej gwiazdy PSR 1257+12, znajdującej się 2300 lat świetlnych od Ziemi.

Żyjemy teraz we wszechświecie egzoplanet. Ich liczba stale rośnie i w tej chwili liczba potwierdzonych planet poza Układem Słonecznym przekroczyła próg 3700, ale w następnej dekadzie wykres może wzrosnąć do kilkudziesięciu tysięcy.

Jak my się tu znaleźliśmy?

Stoimy u progu wielkich odkryć. Era wczesnych eksploracji i pierwszych potwierdzonych egzoplanet przygotowała grunt pod kolejną fazę: polowanie na odległe światy za pomocą ostrzejszych i bardziej wyrafinowanych teleskopów w kosmosie i na ziemi. Część z nich miała za zadanie przeprowadzić dokładny spis ludności, obliczyć różne rozmiary i typy egzoplanet. Inni dokładnie badają poszczególne światy, ich atmosferę i potencjał podtrzymywania życia.

Coraz większą rolę odgrywa bezpośrednie obrazowanie egzoplanet, czyli ich rzeczywiste zdjęcia, choć obecny poziom wiedzy naukowcy osiągnęli głównie drogą pośrednią. Dwie główne metody opierają się na wahaniach i zaćmieniach.

„Łowca” egzoplanet TESS. Źródło: NASA

Obecnie niewiele wiadomo na temat tej klasy światów pozasłonecznych, w tym na temat tego, czy nadają się do zamieszkania. Powodem tego jest brak analogów superziemi w Układzie Słonecznym. Jeśli będziemy mieli szczęście, jeden z nich będzie wykazywał w swojej atmosferze oznaki tlenu, dwutlenku węgla i metanu. Jednak poszukiwania atmosfer planet wielkości Ziemi będą musiały poczekać do przyszłej generacji teleskopów kosmicznych w latach trzydziestych XXI wieku.

Dzięki teleskopowi Keplera wiemy teraz, że gwiazdy nad nami są otoczone planetami. I możemy być pewni nie tylko ogromnej różnorodności sąsiadów egzoplanet, ale także tego, że przygoda dopiero się zaczyna.

Przez długi czas problem wykrywania planet w pobliżu innych gwiazd był nierozwiązywalny, ponieważ planety są wyjątkowo małe i słabe w porównaniu do gwiazd, a same gwiazdy są daleko od Słońca (najbliższa znajduje się w odległości 4,36 lat świetlnych) . Pierwsze egzoplanety odkryto pod koniec lat 80. XX wieku.

Hipotetycznie istniejący typ egzoplanety - planeta oceaniczna z dwoma satelitami, zgodnie z wyobrażeniem artysty

Teraz takie planety zaczęto odkrywać dzięki udoskonalonym metodom naukowym, często na granicy ich możliwości. Na dzień 20 stycznia 2016 r. wiarygodnie potwierdzono istnienie 2049 egzoplanet w 1297 układach planetarnych, z czego 507 ma więcej niż jedną planetę. Należy zauważyć, że liczba wiarygodnych kandydatów na egzoplanety jest znacznie większa. Tym samym, według projektu Keplera, według stanu na styczeń 2015 r. istniało kolejnych 4175 wiarygodnych kandydatów, jednak aby otrzymały status planet potwierdzonych, należy je ponownie zarejestrować za pomocą naziemnych teleskopów.

Całkowitą liczbę egzoplanet w Drodze Mlecznej szacuje się obecnie na co najmniej 100 miliardów, z czego około 5 do 20 miliardów to prawdopodobnie planety „podobne do Ziemi”. Ponadto, według aktualnych szacunków, około 34 procent gwiazd podobnych do Słońca ma w swoich strefach zamieszkiwalnych planety porównywalne z .

Exoplaneta Gliese 581d według wyobrażeń artysty

Zdecydowaną większość odkrytych egzoplanet odkrywa się przy użyciu różnych technik wykrywania pośredniego, a nie obserwacji wizualnej. Większość znanych egzoplanet to gazowe olbrzymy, bardziej podobne do Ziemi niż do Ziemi. Można to oczywiście wytłumaczyć ograniczeniami metod detekcji (krótkookresowe masywne planety są łatwiejsze do wykrycia).

Historia odkryć

Liczba egzoplanet odkrytych różnymi metodami: Obserwacja radiowa pulsarów Metoda prędkości radialnych Metoda tranzytu Metoda synchronizacji Obserwacja wizualna Soczewkowanie grawitacyjne Metoda astrometryczna

Historycznie rzecz biorąc, pierwszym stwierdzeniem o możliwości istnienia układu planetarnego wokół innej gwiazdy była wiadomość od kapitana W. S. Jacoba, astronoma z Obserwatorium w Madras Kompanii Wschodnioindyjskiej, sporządzona w 1855 roku. Poinformowano o „wysokim prawdopodobieństwie” istnienia „ciała planetarnego” w układzie podwójnym 70 Ophiuchi. Później, w latach 90. XIX wieku, astronom Thomas J. J. See z Uniwersytetu w Chicago i Obserwatorium Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych potwierdził obecność w układzie 70 Ophiuchi nieświecącego ciała (niewidzialnego satelity) o okresie orbity wynoszącym 36 lat, ale obliczenia F. R. Moultona obalić potwierdzenia Xi, dowodzące niestabilności takiego systemu. Dlatego w tej chwili (2014) nauka nie uznaje istnienia układu planetarnego wokół gwiazdy 70 Ophiuchi.

Animacja osi czasu odkrycia egzoplanet. Kolor kropki wskazuje sposób otwarcia. Oś pozioma to rozmiar półosi wielkiej. Oś pionowa to masa. Dla porównania planety Układu Słonecznego zaznaczono na biało.

Pierwsze próby znalezienia planet pozaziemskich wiązały się z obserwacjami położeń pobliskich gwiazd. W 1916 roku Edward Barnard odkrył czerwoną gwiazdę, która „szybko” poruszała się po niebie w stosunku do innych gwiazd. Astronomowie nazwali ją Latającą Gwiazdą Barnarda. To jedna z najbliższych nam gwiazd, posiadająca masę siedem razy mniejszą od Słońca. Na tej podstawie wpływ potencjalnych planet powinien być zauważalny. Na początku lat sześćdziesiątych Peter Van de Kamp ogłosił, że odkrył satelitę o masie Jowisza. Jednak J. Gatewood ustalił w 1973 roku, że gwiazda Barnarda porusza się bez oscylacji i dlatego nie ma masywnych planet.

Pod koniec lat 80. wiele grup astronomów rozpoczęło systematyczne pomiary prędkości gwiazd znajdujących się najbliżej Słońca, prowadząc specjalne poszukiwania egzoplanet przy użyciu precyzyjnych spektrometrów.

Po raz pierwszy planetę pozasłoneczną (Tadmor) odkryli Kanadyjczycy B. Campbell, G. Walker i S. Young w 1988 roku w pobliżu pomarańczowego podolbrzyma Gamma Cephei A(Alrai), ale jego istnienie potwierdzono dopiero w 2002 roku.

W 1989 roku D. Latham odkrył supermasywną planetę (lub) w pobliżu gwiazdy HD 114762 A. Jednak jej status planetarny potwierdzono dopiero w 1999 roku.

Pierwsze egzoplanety - Draugr i Poltergeist - odkryto w pobliżu Licha (PSR 1257+12), odkrył je astronom Alexander Volshchan w 1991 roku. Planety te uznano za wtórne, powstałe po eksplozji.

W 1995 roku astronomowie Michel Mayor i Didier Queloz za pomocą ultraprecyzyjnego spektrometru odkryli wahania gwiazdy Helvetius (51 Pegasi) z okresem 4,23 dnia. Kołysząca się planeta Dimidius przypomina Jowisza, ale znajduje się blisko gwiazdy. Astronomowie planety tego typu nazywane są „gorącymi Jowiszami”.

Następnie, mierząc prędkość radialną gwiazd i szukając ich okresowej zmienności Dopplera (metoda Dopplera), odkryto kilkaset egzoplanet.

W sierpniu 2004 roku w układzie gwiazd Cervantesa (μ Altar) odkryto pierwszą planetę, gorący Kichot. Okrąża gwiazdę w 9,55 dnia, w odległości 0,09 jednostki astronomicznej. Oznacza to, że temperatura powierzchni ~ 900 K (+626 °C), masa ~ 14 mas Ziemi.

Pierwszą superziemię krążącą wokół normalnej gwiazdy (nie pulsara) odkryto w 2005 roku w pobliżu gwiazdy Gliese 876. Jej masa wynosi 7,5 masy Ziemi.

W 2004 roku wykonano pierwsze zdjęcie w podczerwieni brązowego karła 2M1207, kandydata na egzoplanetę.

13 listopada 2008 roku po raz pierwszy udało się uzyskać od razu obraz całego układu planetarnego – migawkę trzech planet krążących wokół gwiazdy HR 8799 w konstelacji Pegaza. Jest to pierwszy układ planetarny odkryty wokół gorącej białej gwiazdy wczesnego typu widmowego (A5). Wszystkie wcześniej odkryte układy planetarne (z wyjątkiem planet wokół pulsarów) odkryto wokół gwiazd późniejszych klas (F-M).

13 listopada 2008 roku w drodze bezpośrednich obserwacji po raz pierwszy odkryto planetę Dagon wokół gwiazdy Fomalhaut.

W 2011 roku David Bennett z Uniwersytetu Notre Dame (Indiana, USA) ogłosił odkrycie 10 pojedynczych egzoplanet podobnych do Jowisza przy użyciu mikrosoczewkowania przy użyciu 1,8-metrowego teleskopu w Obserwatorium Uniwersytetu Mount John w Nowej Zelandii, na podstawie obserwacji z lat 2006-2007 . To prawda, że ​​​​dwa z nich mogą być satelitami o wysokich orbitach najbliższych im gwiazd.

We wrześniu 2011 roku astronomowie-amatorzy w ramach projektu Planet Hunters, mającego na celu analizę danych zebranych przez teleskop Keplera, ogłosili odkrycie dwóch egzoplanet, KIC 10905746 b i KIC 6185331 b. W tym samym czasie wymieniono 10 kandydatów na planety, ale wówczas tylko dwie z nich zostały przez naukowców zidentyfikowane jako egzoplanety z wystarczającym stopniem pewności. Planety zostały odkryte przez ochotniczych uczestników projektu wśród danych, które z tego czy innego powodu przesiali zawodowi astronomowie i gdyby nie pomoc ochotników, planety te prawdopodobnie pozostałyby nieodkryte.

5 grudnia 2011 roku teleskop Keplera odkrył pierwszą superziemię w strefie zamieszkiwalnej, Kepler-22 b.

20 grudnia 2011 roku teleskop Keplera odkrył pierwsze egzoplanety wielkości Ziemi i mniejsze w pobliżu gwiazdy Kepler-20 - Kepler-20 e (o promieniu 0,87 masy Ziemi i masie od 0,39 do 1,67 masy Ziemi) oraz Kepler -20 f (0,045 masy Jowisza i 1,03 promienia Ziemi).

22 lutego 2012 roku naukowcy z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics w odległości 40 lat świetlnych od Ziemi odkryli pierwszą superziemię, prawdopodobnie planetę oceaniczną - GJ 1214 b. Najnowsze dane z przejść tranzytowych sugerują, że GJ 1214 b charakteryzuje się rozległą atmosferą wodorowo-helową, niską zawartością metanu i warstwą chmur o ciśnieniu 0,5 bara, co nie odpowiada właściwościom atmosfery ze stałą dominacją para wodna. Okres obiegu planety wokół gwiazdy wynosi 38 godzin, odległość wynosi około 2 miliony kilometrów. Temperatura na powierzchni planety wynosi około 230°C. W 2015 roku odkryto egzoplanetę podobną do młodego Jowisza.

Instrumenty i projekty badawcze egzoplanet

Satelity astronomiczne

Krzywa blasku gwiazdy Kepler-6, zmiana spowodowana przejściem egzoplanety Kepler-6b przez dysk gwiazdy. Według teleskopu Keplera.

• COROT (ESA) to wyspecjalizowany 30-centymetrowy orbitujący teleskop kosmiczny, który rejestruje krzywe blasku wielu gwiazd, gdy planety przechodzą przed nimi. Uruchomiony 27 grudnia 2006. Miał służyć do odkrycia kilkudziesięciu planet typu ziemskiego. Do marca 2010 roku COROT odkrył siedem egzoplanet i jednego brązowego karła.
• Kepler (NASA) to teleskop kosmiczny układu Schmidta o średnicy zwierciadła 0,95 m, zdolny do jednoczesnego śledzenia 100 tysięcy gwiazd. Uruchomiony 7 marca 2009. Planowano odkryć około 50 planet identycznych wielkością z Ziemią i około 600 planet 2,2 razy większych od Ziemi. Kepler okrąża Słońce po orbicie o promieniu jednej jednostki astronomicznej. Szacunkowy okres użytkowania określono na 3,5 roku. Później ogłoszono, że misja zostanie przedłużona do 2016 roku, ale teleskop uległ awarii w maju 2013 roku. Do tego czasu Kepler niezawodnie odkrył 132 egzoplanety. Lista wiarygodnych kandydatów na planety pozasłoneczne zawierała 2740 obiektów.
• Gaia to obserwatorium kosmiczne. Oprócz głównego celu (zbudowania trójwymiarowej mapy naszej Galaktyki) konieczne będzie prawdopodobnie odkrycie około 10 tysięcy egzoplanet. Został wystrzelony na orbitę 19 grudnia 2013 roku.

Obserwatoria naziemne

Prowadzenie obserwacji metodą tranzytową

• SuperWASP to najskuteczniejsze badanie naziemne. W 2012 roku metodą tranzytową odkryto ponad 70 egzoplanet. Składa się z 2 obserwatoriów: SuperWASP-North w Obserwatorium Roque de los Muchachos na wyspie Palma (Wyspy Kanaryjskie) i SuperWASP-South, zlokalizowanego w Południowoafrykańskim Obserwatorium Astronomicznym. Każdy składa się z 8 szerokokątnych teleskopów automatycznych o aperturze 111 mm.
• Projekt HATNet to sieć 6 automatycznych teleskopów o szerokim polu widzenia, z czego 4 znajdują się na terenie Obserwatorium. Fred Lawrence w Arizonie, 2 lata – na terenie Smithsonian Astrophysical Observatory na Hawajach. Odkryto 33 egzoplanety (na początek 2012 roku).

Prowadzenie obserwacji metodą prędkości radialnych (Doppler)

• HARPS to precyzyjny spektrograf zainstalowany w 2002 roku na 3,6-metrowym teleskopie w Obserwatorium La Silla w Chile. Obserwację prowadzi się metodą prędkości radialnych. Część ESO
• Obserwatorium Keck to obserwatorium dwóch największych na świecie teleskopów zwierciadlanych. Średnica zwierciadeł głównych (w każdym z teleskopów jest ich w sumie trzy) wynosi 10 metrów.

Projekty w przygotowaniu:

• PEGASE – pierwotnie planowany na lata 2010-2012.
• TESS – zatwierdzony. Uruchomienie w 2017 roku.
• EChO – trwają studia teoretyczne projektu. Jeśli zatwierdzi to ESA, wystrzelenie nastąpi mniej więcej w 2022 roku.
• Zaawansowany Teleskop Kosmiczny Wielkoaperturowy (ATLAST) – wystrzelenie po 2025 roku.

Oprócz misji kosmicznych w przyszłości planuje się rozwój instrumentów naziemnych. Na przykład Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski, który jest obecnie w budowie, będzie wyposażony w sprzęt zdolny do badania atmosfer egzoplanet.

Metody poszukiwania egzoplanet

Nomenklatura

Artystyczna wizja planety HD 189733 A b

Odkrytym egzoplanetom nadawane są obecnie nazwy składające się z nazwy gwiazdy, wokół której krąży planeta, oraz dodatkowej małej litery alfabetu łacińskiego, zaczynającej się na literę „b” (np.: 51 Pegasi b). Następna planeta ma przypisaną literę „c”, następnie „d” i tak dalej w kolejności alfabetycznej. W tym przypadku litera „a” nie jest używana w nazwie, ponieważ taka nazwa sugerowałaby samą gwiazdę. Ponadto należy zwrócić uwagę na fakt, że planetom nadawane są nazwy w kolejności ich odkrycia, a nie według odległości od gwiazdy obrotowej. Oznacza to, że planeta „c” może znajdować się bliżej gwiazdy niż planeta „b”; po prostu została odkryta później (jak na przykład w układzie Gliese 876).

W nazwach egzoplanet było wyjątek. Faktem jest, że przed odkryciem układu 51 Pegasi w 1995 r. egzoplanety nazywano inaczej. Pierwsze egzoplanety odkryte wokół pulsara PSR 1257+12 zostały nazwane wielkimi literami PSR 1257+12 B i PSR 1257+12 C. Dodatkowo po odkryciu nowej planety bliżej gwiazdy nazwano ją PSR 1257+12 A, ale nie D. Nazwy tych planet zostały następnie przemianowane, aby uniknąć nieporozumień, zgodnie ze współczesnym systemem nazewnictwa egzoplanet.

Niektóre egzoplanety mają dodatkowe nieoficjalne „ pseudonimy„(ponieważ na przykład 51 Pegasus b jest nieformalnie nazywany „Bellerofontem”). Jednak w środowisku naukowym nadawanie planetom oficjalnych nazw osobistych jest obecnie uważane za niepraktyczne i w związku z tym nie jest powszechnie praktykowane.

Właściwości egzoplanet

Szacunkowe rozmiary planet Superziemia w zależności od ich masy i składu chemicznego. Przykłady takich planet: Planeta oceaniczna, składająca się głównie z wody; Żelazna planeta, planeta węglowa.

Planety znajdują się w około 10% gwiazd uwzględnionych w programach wyszukiwania. Ich udział rośnie w miarę gromadzenia danych i udoskonalania technik obserwacji.

Porównanie Układu Słonecznego z układem 55 Cancri

Początkowo większość odkrytych egzoplanet to planety olbrzymy (ponieważ inne typy planet są trudniejsze do wykrycia). Jednak do chwili obecnej (2012) odkryto wiele planet o masach rzędu masy Neptuna i mniejszych. Spośród 2326 kandydatów odkrytych przez teleskop Keplera 207 ma rozmiary mniej więcej Ziemi, a 680 ma rozmiary superziemie, 1181 - Neptun, 203 - rozmiar porównywalny z Jowiszem i 55 - większy od Jowisza.

Istnieje zależność liczby planet-olbrzymów od zawartości pierwiastków ciężkich (metali) w gwiazdach. Układy z planetami olbrzymami spotykane są także głównie w gwiazdach typu słonecznego (klasy K5-F5), natomiast w przypadku czerwonych karłów ich udział jest znacznie mniejszy (wśród 200 obserwowanych czerwonych karłów odkryto dotychczas jedynie trzy takie układy). Niedawne odkrycia dokonane za pomocą mikrosoczewkowania grawitacyjnego wskazują na powszechne występowanie układów z planetami o masach pośrednich, takimi jak Neptun i Neptun, zamiast gazowych gigantów. Dotyczy to przede wszystkim gwiazd o małej masie i gwiazd o niskiej zawartości metali.

Dla szeregu planet uzyskano oszacowanie ich średnicy, co pozwala określić ich gęstość, a także przyjąć założenia dotyczące obecności masywnych jąder składających się z ciężkich pierwiastków. Europejscy astronomowie pod kierownictwem Tristana Guillota z Obserwatorium Lazurowego Wybrzeża (Francja) odkryli, że porównując gęstość planet z zawartością metali w ich gwiazdach, istnieje pewna korelacja. Planety utworzone wokół gwiazd tak bogatych w metale jak nasze Słońce mają małe jądra, natomiast planety, których gwiazdy zawierają od dwóch do trzech razy więcej metalu, mają znacznie większe jądra.

W przypadku egzoplanet poruszających się po orbitach o dużym mimośrodzie, których wewnętrzna zawartość obejmuje kilka warstw materii, takich jak warstwy skorupy, płaszcza i materiału rdzenia, siły pływowe mogą uwalniać energię cieplną, co może pomóc w stworzeniu i utrzymaniu warunków sprzyjających życiu. ciało kosmiczne, a ich orbita z czasem może ewoluować w niemal okrągłą.

Najbliższą Ziemi egzoplanetą, znaną w 2009 roku, jest Gliese 581 c, której temperatura według wstępnych szacunków mieści się w przedziale 0-40°C. Teoretycznie możliwe jest również, że na tej planecie znajdują się zasoby wody w stanie ciekłym (co implikuje możliwość życia).

Niektóre układy planetarne

Upsilon Andromedae d to gazowy olbrzym klasy II zawierający chmury wodne. Jedną z otwartych kwestii w egzoplanetologii jest obecność gazowych gigantów z masywnymi księżycami, zdolnymi do utrzymania dość gęstej atmosfery. Do tej pory nie przeprowadzono żadnych obserwacji obecności księżyców. Na przedstawieniu artysty księżyc zawierający płynny ocean kręci się wokół Upsilon Andromeda d.

• 51 Pegasi to pierwsza gwiazda ciągu głównego podobna do Słońca, której odkryto egzoplanetę.
• υ Andromeda jest pierwszą gwiazdą ciągu głównego, w której odkryto układ wieloplanetarny.
• Tau Ceti to najbliższy odkryty układ wieloplanetarny (pięć planet, odkrycie nie zostało jeszcze potwierdzone).
• ε Eridani – nie licząc Słońca, jest to trzeci luminarz najbliższych gwiazd z planetą, widoczny bez teleskopu.

Artystyczna wizja planety HD 69830 d, na tle pasa asteroid gwiazdy HD 69830

• 55 Cancer - obecnie posiada 5 znanych planet, z czego jedna to 55 Cancer e, tranzytująca, gorąca superziemia wielkości 2 ziemskich.
• μ Altar – posiada jedną ze znanych egzoplanet o najniższej masie, Mu Altar c, prawdopodobnie należącą do planet ziemskich.
• γ Cephei to pierwsza stosunkowo bliska gwiazda podwójna, w jednym z której składników odkryto planetę Gamma Cephei A b.
• Gliese 876 to pierwszy czerwony karzeł, któremu odkryto układ planetarny.
• HD 209458 – zawiera jedną z najbardziej znanych egzoplanet – HD 209458 b („Ozyrys”) – „parującą planetę”.

Artystyczna wizja zachodu słońca trzech luminarzy na rzekomym satelicie planety HD 188753 A b

• OGLE-TR-56 to pierwsza gwiazda, której planetę odkryto metodą tranzytu.
• OGLE-235/MOA-53 to pierwsza egzoplaneta odkryta dzięki efektowi mikrosoczewkowania grawitacyjnego.
• 2M1207 to prawdopodobnie pierwszy obraz pozasłonecznego układu planetarnego.
• PSR 1257+12 to pulsar, którego układ planetarny był pierwszym odkrytym poza Układem Słonecznym. Uważa się, że jedna z planet ma masę zaledwie 0,025 masy Ziemi.
• HD 188753 to pierwszy potrójny układ gwiazd, w którym odkryto egzoplanetę (HD 188753 A b).
• HD 189733 - po raz pierwszy w historii badań egzoplanet opracowano mapę temperatur powierzchniowych dla planety HD 189733 A b.
• Gliese 581 c, Gliese 581 d, HD 85512 b i Kepler-22 b – spośród obecnie znanych egzoplanet są dość podobne do Ziemi.

Artystyczna wizja planety OGLE-2005-BLG-390L b (temperatura powierzchni -220 °C), krążącej wokół gwiazdy oddalonej o 20 000 lat świetlnych od Ziemi; planeta odkryta za pomocą mikrosoczewkowania grawitacyjnego

• KOI-961 d to najmniejsza (niezawodna) znana obecnie egzoplaneta (październik 2012) (<0,9 массы Земли).
• WASP-17 b to pierwsza odkryta planeta krążąca wokół gwiazdy w kierunku przeciwnym do obrotu samej gwiazdy.
• COROT-7 b to pierwsza superZiemia (luty 2009) odkryta metodą tranzytową, a jej rozmiar wynosi 1,58 rozmiaru Ziemi.
• GJ 1214 b to pierwsza planeta oceaniczna (teoretycznie).
• HD 10180 to gwiazda z największą liczbą odkrytych planet. Do kwietnia 2012 roku odkryto dziewięć planet.
• Gliese 581 g to planeta, na której istnieje duże prawdopodobieństwo istnienia wody w stanie ciekłym.
• Kepler-10 b to pierwsza planeta żelazna (gęstość planety 8,8 g/cm3).
• Kepler-11 to gwiazda znajdująca się w gwiazdozbiorze Łabędzia w odległości około 613 parseków od nas. Wokół gwiazdy krąży co najmniej 6 planet.
• WASP-19 b to egzoplaneta, której okres obiegu wokół gwiazdy wynosi 0,7888399 ziemskich dni (18,932 godzin).
• WASP-33 b to najgorętsza egzoplaneta znana w 2011 roku. Temperatura - 3200°C.
• WASP-43 b i GJ 1214 b mają najciaśniejsze orbity. WASP-43 b należy do gorących Jowiszów, a GJ 1214 b do superziemi. WASP-43 b ma półoś wielką 0,014 a. e. (2 miliony km lub 5 promieni gwiazd). Gwiazda macierzysta WASP-43 jest gwiazdą o najniższej masie, wokół której odkryto gorące olbrzymy. Dla GJ 1214 b półoś wielka wynosi 0,014 ± 0,0019 a. e. (mimośród orbity mniejszy niż 0,27 - orbita słabo eliptyczna)

Układ planetarny ε Eridani według wyobrażeń artysty

• KIC 10905746 b i KIC 6185331 b - po raz pierwszy egzoplanety odkryli „amatorzy” wśród szeregu danych zebranych przez „profesjonalistów” (projekt Planet Hunters)
• Kepler-20 e i Kepler-20 f to pierwsze odkryte egzoplanety o rozmiarach Ziemi lub mniejszych, przy czym promień Ziemi Kepler-20 e wynosi zaledwie 0,87, a Kepler-20 f 1,03. Odkryty przez teleskop Keplera
• KOI-961 b, KOI-961 c i KOI-961 d to egzoplanety w pobliżu czerwonego karła KOI-961, o promieniach 0,78, 0,73 i 0,57 promienia Ziemi. Promień KOI-961 jest nieco większy niż y (0,53 promienia Ziemi).
• HD 37605 c to pierwszy chłodny Jowisz odkryty w 2012 roku.
• 47 Ursa Major - układ składający się z 3 zimnych Jowiszów - 47 Ursa Major b, 47 Ursa Major c i 47 Ursa Major d.
• GD 66 b to prawdopodobnie pierwsza planeta helowa.
• WASP-12 b to egzoplaneta, na której astronomowie z Rosji zadeklarowali możliwość istnienia pierwszego odkrytego egzoksiężyca (WASP-12 b I).
• HIP 11952 b i HIP 11952 c to najstarsze egzoplanety odkryte wokół gwiazdy HIP 11952, których wiek szacuje się na 12,8 miliarda lat. Wcześniej miejsce to zajmowała planeta PSR B1620-26 b w wieku 12,7 miliarda lat. Wiek układu planetarnego gwiazdy Kapteyn wynosi 11,5 miliarda lat, a gwiazdy Kepler-444 11,2 miliarda lat.
• Alfa Centauri B b to najbliższa Ziemi egzoplaneta (odkrycie nie zostało jeszcze potwierdzone).
• JMASS J2126-8140 to najdalsza obecnie znana planeta od swojej gwiazdy macierzystej (styczeń 2016) – 1 bilion km (6685 AU). Do planety WD 0806-661 b - 375 miliardów km (2500 AU), do planety GU Ryby b - 300 miliardów km (ok. 2000 AU), do planety HD 106906 b - 97 miliardów km (650 AU.e. ). Tworząca się planeta w pobliżu gwiazdy TW Hydra znajduje się w odległości 12 miliardów km (80 AU), gazowy olbrzym w pobliżu gwiazdy 59 Virgo znajduje się w odległości 6,5 miliarda km (43,5 AU).

Konsekwencje odkrycia egzoplanet

Porównanie układu Kepler-11 z orbitami Merkurego i Wenus

Odkrycie egzoplanet pozwoliło astronomom stwierdzić: układy planetarne są powszechnym zjawiskiem w przestrzeni kosmicznej. Nadal nie ma ogólnie przyjętej teorii powstawania planet, ale teraz, gdy możliwe jest podsumowanie statystyk, sytuacja w tym obszarze zmienia się na lepsze. Większość odkrytych układów bardzo różni się od słonecznego - najprawdopodobniej tłumaczy się to selektywnością stosowanych metod (najłatwiej wykryć masywne planety krótkookresowe). W większości przypadków planety podobne do Ziemi i mniejsze, obecnie (sierpień 2012 r.), można wykryć jedynie metodą tranzytu.

„Zamknięcie” egzoplanet

Dokładne badanie widma gwiazdy WASP-9 za pomocą precyzyjnego spektrometru HARPS ujawniło w niej ślady drugiego widma gwiazdowego. Zatem planeta WASP-9b nie istnieje.

Posłuchajmy go...

Witam, warto byłoby przeczytać w przystępnym języku o egzoplanetach, metodach ich wykrywania i urządzeniach teleskopów do wyszukiwania egzoplanet. Dziękuję.

Bardzo ciekawe, osobiście nic nie wiedziałem o tej koncepcji. Przekonajmy się razem...

Najpierw zrozummy, jakiego rodzaju są to planety. Egzoplaneta to planeta znajdująca się poza Układem Słonecznym (grecki przedrostek „exo” oznacza „na zewnątrz”, „na zewnątrz”), alternatywnym terminem jest dodatkowa planeta słoneczna. Planety są niezwykle małe i słabe w porównaniu do gwiazd, a same gwiazdy są daleko od Słońca (najbliższa jest oddalona o 4,22 lat świetlnych). Dlatego przez długi czas problem odkrywania planet w pobliżu innych gwiazd był nierozwiązany.

Takie planety zostały po raz pierwszy odkryte pośrednio w latach 90. XX wieku w wyniku słabego „poruszania się” gwiazd, które krążą. Do połowy 2001 roku odkryto układy planetarne wokół 58 gwiazd blisko Słońca i dwóch pulsarów radiowych, a w niektórych przypadkach odkryto układy kilku planet, ale jak dotąd żadnej z nich nie udało się bezpośrednio zaobserwować i zbadać. Dokładne pomiary ruchów gwiazdy pozwalają oszacować masy największych członków jej układu planetarnego oraz parametry ich orbit. Możliwe, że niektóre egzoplanety nie są częścią układów okołogwiazdowych, takich jak Układ Słoneczny, ale samodzielnie poruszają się w przestrzeni międzygwiazdowej.

Pierwszy wiarygodny raport z obserwacji planety znajdującej się w pobliżu innej gwiazdy pojawił się pod koniec 1995 roku. Zaledwie dziesięć lat później za to osiągnięcie przyznano „Nagrodę Nobla Wschodu” – nagrodę Sir Run Run Shawa. Już trzeci rok potentat medialny z Hongkongu przekazuje 1 milion dolarów naukowcom, którzy osiągnęli szczególne osiągnięcia w astronomii, matematyce i naukach przyrodniczych, w tym medycynie. Laureatami roku 2005 w dziedzinie astronomii zostali Michel Mayor z Uniwersytetu Genewskiego (Szwajcaria) i Geoffrey Marcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley (USA), którzy odebrali nagrodę podczas ceremonii w Hongkongu z rąk jej założyciela, 98-letniego -stary pan Shaw. W czasie od odkrycia pierwszej egzoplanety zespoły badawcze kierowane przez tych naukowców odkryły dziesiątki nowych odległych planet, przy czym amerykańscy astronomowie pod przewodnictwem Marcy'ego dokonali 70 z pierwszych 100 odkryć. W ten sposób zemścili się na szwajcarskiej grupie Mayor, która w 1995 roku o dwa miesiące wyprzedziła Amerykanów z raportem o pierwszej egzoplanecie.

Technologia identyfikacji

Pierwszym, który zobaczył przez teleskop planety w pobliżu innych gwiazd, był holenderski matematyk i astronom Christiaan Huygens już w XVII wieku. Jednak nie mógł niczego znaleźć, ponieważ obiekty te nie są widoczne nawet za pomocą potężnych nowoczesnych teleskopów. Znajdują się niesamowicie daleko od obserwatora, ich rozmiary są małe w porównaniu do gwiazd, a odbite światło jest słabe. I w końcu znajdują się blisko swojej macierzystej gwiazdy. Dlatego obserwując z Ziemi zauważalne jest jedynie jej jasne światło, a słabe punkty egzoplanet po prostu „toną” w jego blasku. Z tego powodu planety poza Układem Słonecznym przez długi czas pozostawały nierozpoznane.

W 1995 roku astronomowie Michel Mayor i Didier Queloz z Uniwersytetu Genewskiego, prowadzący obserwacje w Obserwatorium Haute-Provence we Francji, po raz pierwszy wiarygodnie zarejestrowali egzoplanetę. Korzystając z ultraprecyzyjnego spektrometru, odkryli, że gwiazda 51 w konstelacji Pegaza „kołysze się” z okresem nieco ponad czterech ziemskich dni. (Planeta krążąca wokół gwiazdy kołysze ją swoim wpływem grawitacyjnym, w wyniku czego na skutek efektu Dopplera można zaobserwować przesunięcie widma gwiazdy.) Odkrycie to zostało wkrótce potwierdzone przez amerykańskich astronomów Geoffreya Marcy'ego i Paula Butlera. Następnie odkryto kolejnych 180 egzoplanet, stosując tę ​​samą metodę analizy okresowych zmian w widmach gwiazd. Kilka planet odkryto tzw. metodą fotometryczną – poprzez okresową zmianę jasności gwiazdy, gdy planeta znajduje się pomiędzy gwiazdą a obserwatorem. Tą metodą poszukuje się egzoplanet na francuskim satelicie COROT, a także na amerykańskiej stacji Kepler.

Stacja Keplera

Nadal nie ma wiarygodnej teorii wyjaśniającej, w jaki sposób powstają układy planetarne gwiazd. Istnieją jedynie hipotezy naukowe w tej kwestii. Najczęstsza z nich sugeruje, że Słońce i planety powstały z pojedynczego obłoku gazu i pyłu – wirującej mgławicy kosmicznej. Od łacińskiego słowa mgławica („mgławica”) hipotezę tę nazwano „mgławicą”. Co dziwne, jest dość stary - dwa i pół wieku. Początek współczesnych pomysłów na temat powstawania planet datuje się na rok 1755, kiedy w Królewcu opublikowano książkę „Ogólna historia naturalna i teoria nieba”. Należał do pióra nieznanego 31-letniego absolwenta uniwersytetu w Królewcu Immanuela Kanta, który w tym czasie był nauczycielem domowym dla dzieci właścicieli ziemskich i wykładał na uniwersytecie. Jest bardzo prawdopodobne, że Kant wpadł na pomysł pochodzenia planet z chmury pyłu z książki opublikowanej w 1749 roku przez szwedzkiego pisarza-mistyka Emanuela Szwecjaborga (1688-1772), który postawił hipotezę (według niego opowiedzianą mu przez anioły) o powstawaniu gwiazd w wyniku ruchu wirowego substancji mgławicy kosmicznej. W każdym razie wiadomo, że dość drogą książkę Szwecjaborga, w której przedstawiono tę hipotezę, kupiły jedynie trzy osoby prywatne, z których jedną był Kant. Kant zasłynął później jako twórca niemieckiej filozofii klasycznej.

Jednak książka o niebie pozostała mało znana, gdyż jej wydawca wkrótce zbankrutował i prawie cały nakład pozostał niesprzedany. Niemniej jednak hipoteza Kanta o wyłonieniu się planet z chmury pyłu – pierwotnego Chaosu – okazała się bardzo uparta i w późniejszych czasach stała się podstawą wielu argumentów teoretycznych. W 1796 roku francuski matematyk i astronom Pierre-Simon Laplace, najwyraźniej nieobeznany z twórczością Kanta, wysunął podobną hipotezę dotyczącą powstawania planet Układu Słonecznego z chmury gazu i podał jej matematyczne uzasadnienie. Od tego czasu hipoteza Kanta-Laplace’a stała się wiodącą hipotezą kosmogoniczną, wyjaśniającą powstanie naszego Słońca i planet. Koncepcje dotyczące gazowo-pyłowego pochodzenia Słońca i planet były następnie udoskonalane i uzupełniane o nowe informacje o właściwościach i strukturze materii.

Dziś przyjmuje się, że powstawanie Słońca i planet rozpoczęło się około 10 miliardów lat temu. Początkowa chmura składała się w 3/4 z wodoru i w 1/4 z helu, a udział wszystkich pozostałych pierwiastków chemicznych był znikomy. Obracająca się chmura stopniowo ściskała się pod wpływem grawitacji. Większość materii skoncentrowała się w jej centrum, które stopniowo gęstniało do takiego stanu, że rozpoczęła się reakcja termojądrowa wraz z uwolnieniem dużej ilości ciepła i światła, czyli rozbłysku gwiazdy - naszego Słońca. Obracające się wokół niej pozostałości chmury gazu i pyłu stopniowo przybierały kształt płaskiego dysku. Zaczęły pojawiać się w nim grudki gęstszej materii, które przez miliardy lat „zlewały się” w planety. Co więcej, planety po raz pierwszy pojawiły się w pobliżu Słońca. Były to stosunkowo małe formacje o dużej gęstości - żelazo-kamień i kamienne kule - planety ziemskie. Następnie w obszarze bardziej odległym od Słońca powstały planety-olbrzymy, składające się głównie z gazów. W ten sposób pierwotny dysk pyłowy przestał istnieć, zamieniając się w układ planetarny. Kilka lat temu hipotezę przedstawił geolog akademik A.A. Marakuszewa, według którego zakłada się, że planety ziemskie w przeszłości również były otoczone rozległymi powłokami gazowymi i wyglądały jak planety-olbrzymy. Stopniowo gazy te zostały przeniesione na obrzeża Układu Słonecznego, a w pobliżu Słońca pozostały tylko stałe jądra dawnych planet-olbrzymów, które są obecnie planetami ziemskimi. Hipoteza ta odzwierciedla najnowsze dane dotyczące egzoplanet, które są kulami gazu znajdującymi się bardzo blisko swoich gwiazd. Być może w przyszłości pod wpływem nagrzewania i przepływów wiatru gwiazdowego (szybkie cząstki plazmy emitowane przez gwiazdę) one również stracą potężne atmosfery i zamienią się w bliźniaki Ziemi, Wenus i Marsa.

Egzoplanety są bardzo niezwykłe. Niektóre poruszają się po bardzo wydłużonych orbitach, co prowadzi do znacznych zmian temperatury, inne zaś, ze względu na bardzo bliskie położenie względem gwiazdy, stale nagrzewają się do +1200°C. Istnieją egzoplanety, które dokonują pełnego obrotu wokół swojej gwiazdy w ciągu zaledwie dwóch ziemskich dni, ponieważ poruszają się po swoich orbitach tak szybko. Nad niektórymi świecą jednocześnie dwa, a nawet trzy „słońca” - planety te krążą wokół gwiazd wchodzących w skład układu dwóch lub trzech gwiazd znajdujących się blisko siebie. Tak różnorodne właściwości egzoplanet początkowo zadziwiły astronomów. Musieliśmy ponownie rozważyć wiele ustalonych modeli teoretycznych powstawania układów planetarnych, ponieważ współczesne pomysły na powstawanie planet z protoplanetarnej chmury materii opierają się na cechach strukturalnych Układu Słonecznego. Uważa się, że w najgorętszym regionie w pobliżu Słońca pozostały materiały ogniotrwałe - metale i skały, z których powstały planety ziemskie. Gazy uciekły do ​​chłodniejszego, bardziej odległego regionu, gdzie skondensowały się, tworząc gigantyczne planety. Część gazów, które dotarły do ​​samej krawędzi, w najzimniejszym regionie, zamieniła się w lód, tworząc wiele maleńkich planetoid. Jednak wśród egzoplanet obserwuje się zupełnie inny obraz: gazowe olbrzymy znajdują się prawie blisko swoich gwiazd.

Większość odkrytych egzoplanet to gigantyczne kule gazu podobne do Jowisza, o typowej masie około 100 mas Ziemi. Jest ich około 170, czyli 90% ogółu. Wśród nich jest pięć odmian. Najczęściej spotykane są „wodne olbrzymy”, nazwane tak, ponieważ sądząc po odległości od gwiazdy, ich temperatura powinna być taka sama jak temperatura Ziemi. Dlatego naturalne jest, że są one spowite chmurami pary wodnej lub kryształkami lodu. Ogólnie rzecz biorąc, te 54 fajnych „wodnych gigantów” powinno wyglądać jak niebieskawo-białe kulki. Kolejnymi najpopularniejszymi są 42 „gorące Jowisze”. Znajdują się bardzo blisko swoich gwiazd (10 razy bliżej niż Ziemia od Słońca), dlatego ich temperatura wynosi od +700 do +1200°C. Uważa się, że mają brązowo-fioletową atmosferę z ciemnymi smugami chmur utworzonych z pyłu grafitowego. Nieco chłodniej jest na 37 egzoplanetach z niebieskawo-liliową atmosferą, zwanych „ciepłymi Jowiszami”, których temperatury wahają się od +200 do +600 ° C. Istnieje 19 „gigantów kwasu siarkowego” zlokalizowanych w jeszcze chłodniejszych obszarach układów planetarnych. Zakłada się, że są one owiane chmurami z kropelek kwasu siarkowego – tak jak na Wenus. Związki siarki mogą nadać tym planetom żółtawo-biały kolor. Wspomniane już „wodne giganty” znajdują się jeszcze dalej od odpowiednich gwiazd, a w najzimniejszych regionach znajduje się 13 „bliźniaków Jowisza”, które mają temperaturę zbliżoną do prawdziwego Jowisza (od -100 do -200 ° C na zewnętrznej powierzchnia warstwy chmur) i prawdopodobnie wyglądają mniej więcej tak samo - z niebiesko-białymi i beżowymi paskami chmur, przeplatanymi białymi i pomarańczowymi plamami dużych wirów.
Oprócz gigantycznych planet gazowych w ciągu ostatnich dwóch lat odkryto kilkanaście mniejszych egzoplanet. Są porównywalne pod względem masy do „małych gigantów” Układu Słonecznego - Urana i Neptuna (od 6 do 20 mas Ziemi). Astronomowie nazywali ten typ „Neptunami”. Wśród nich są cztery odmiany. Najpopularniejsze są „Gorące Neptuny”, odkryto ich dziewięć. Znajdują się bardzo blisko swoich gwiazd i dlatego są bardzo gorące. Znaleziono także dwa „zimne Neptuny” lub „lodowe olbrzymy”, podobne do Neptuna z Układu Słonecznego. Ponadto do tego typu klasyfikowane są również dwie „super-Ziemie” - masywne planety typu ziemskiego, które nie mają tak gęstej i gęstej atmosfery jak planety-olbrzymy. Jedna z „super-Ziemi” jest uważana za „gorącą”, przypominającą swoimi cechami planetę Wenus z bardzo prawdopodobną aktywnością wulkaniczną. Z drugiej, „zimnej”, zakłada się obecność oceanu wodnego, od którego nieoficjalnie nazwano go już Oceanidą. Ogólnie rzecz biorąc, egzoplanety nie mają jeszcze własnych nazw i są oznaczone literą alfabetu łacińskiego dodaną do numeru gwiazdy, wokół której się krążą. Zimna Superziemia jest najmniejszą z egzoplanet. Została odkryta w 2005 roku w wyniku wspólnych badań 73 astronomów z 12 krajów. Obserwacje prowadzono w sześciu obserwatoriach – w Chile, Republice Południowej Afryki, Australii, Nowej Zelandii i na Wyspach Hawajskich. Ta planeta jest bardzo daleko od nas — 20 000 lat świetlnych.

Oczywiście największe zainteresowanie budzą te egzoplanety, na których może istnieć życie. Aby celowo zacząć szukać „braci w umyśle” w kosmosie, należy najpierw znaleźć planetę o twardej powierzchni, na której hipotetycznie mogliby żyć. Jest mało prawdopodobne, aby kosmici latali w atmosferach gazowych gigantów lub pływali w głębinach oceanów. Oprócz twardej powierzchni potrzebna jest także komfortowa temperatura, a także brak szkodliwego promieniowania, które jest nie do pogodzenia z życiem (przynajmniej ze znanymi nam formami życia). Planety posiadające wodę uważa się za nadające się do zamieszkania. Dlatego średnia temperatura na ich powierzchni powinna wynosić około 0°C (może znacznie odbiegać od tej wartości, ale nie przekraczać +100°C). Przykładowo średnia temperatura na powierzchni Ziemi wynosi +15°C, a zakres jej wahań wynosi od -90 do +60°C. Rejony kosmosu, w których panują warunki sprzyjające rozwojowi życia, jakie znamy na Ziemi, nazywane są przez astronomów „strefami zamieszkałymi”. Najbardziej prawdopodobnym miejscem manifestacji pozaziemskich form życia są planety ziemskie i ich satelity znajdujące się w takich strefach. Pojawienie się sprzyjających warunków jest możliwe w przypadkach, gdy planeta znajduje się jednocześnie w dwóch strefach mieszkalnych - okołogwiazdowej i galaktycznej.

Okołogwiazdowa strefa mieszkalna (czasami nazywana także „ekosferą”) to wyimaginowana kulista powłoka wokół gwiazdy, w której temperatura na powierzchni planet pozwala na obecność wody. Im gorętsza gwiazda, tym dalej od niej znajduje się taka strefa. W naszym Układzie Słonecznym takie warunki istnieją tylko na Ziemi. Najbliższe jej planety, Wenus i Mars, znajdują się dokładnie na granicach tej warstwy - Wenus jest po stronie gorącej, a Mars po stronie zimnej. Zatem położenie Ziemi jest bardzo korzystne. Gdyby znajdowała się bliżej Słońca, oceany wyparowałyby, a powierzchnia zamieniłaby się w gorącą pustynię. Dalej od Słońca nastąpi globalne zlodowacenie, a Ziemia zamieni się w mroźną pustynię. Galaktyczna strefa nadająca się do zamieszkania to obszar przestrzeni, który jest bezpieczny dla przejawów życia. Taki region musi znajdować się wystarczająco blisko centrum galaktyki, aby zawierać wiele ciężkich pierwiastków chemicznych niezbędnych do powstawania planet skalistych. Jednocześnie obszar ten musi znajdować się w pewnej odległości od centrum galaktyki, aby uniknąć rozbłysków promieniowania powstających podczas wybuchów supernowych, a także katastrofalnych zderzeń z licznymi kometami i asteroidami, które mogą być spowodowane wpływem grawitacji wędrujących gwiazd. Nasza Galaktyka, Droga Mleczna, posiada zamieszkałą strefę oddaloną o około 25 000 lat świetlnych od jej centrum. Po raz kolejny mieliśmy szczęście, że Układ Słoneczny znalazł się w odpowiednim rejonie Drogi Mlecznej, który według astronomów obejmuje jedynie około 5% wszystkich gwiazd naszej Galaktyki.
Przyszłe poszukiwania planet ziemskich w pobliżu innych gwiazd, planowane przy pomocy stacji kosmicznych, mają na celu właśnie takie obszary sprzyjające życiu. To znacząco zawęzi obszar poszukiwań i da nadzieję na odkrycie życia poza Ziemią. Powstała już lista 5000 najbardziej obiecujących gwiazd. W pierwszej kolejności zbadane zostanie otoczenie 30 gwiazd z tej listy, których położenie uważa się za najkorzystniejsze dla powstania życia.

Ze względu na masę wszystkie planety dzielą się na 3 typy: olbrzymy (takie jak Jowisz i Saturn), Neptun (takie jak Uran i Neptun) oraz planety ziemskie, czyli Ziemie (takie jak Ziemia i Wenus). Granica między olbrzymami a Neptunami przebiega wzdłuż linii pojawiania się metalicznego wodoru we wnętrzach planet (około 60 mas Ziemi lub 0,19 mas Jowisza). Granica między Neptunem a Ziemią jest dość arbitralnie wyznaczona wzdłuż 7 mas Ziemi (po prostu dlatego, że Uran ze swoimi 14 masami Ziemi jest nadal czystym Neptunem, a Ziemia jest już wyraźnie planetą ziemską). Możliwe, że w przedziale 3-10 mas Ziemi znajdują się planety, których właściwości znacznie różnią się zarówno od właściwości Neptuna, jak i właściwości planet ziemskich, ale dopóki nie zostaną faktycznie odkryte, nie będziemy mnożyć bytów ponad to, co konieczne .

Oprócz masy istnieje wiele istotnych różnic między planetami-olbrzymami z jednej strony a Neptunami z drugiej. Zatem skład chemiczny planet olbrzymów jest zbliżony do składu chemicznego gwiazd, tj. składają się głównie z wodoru i helu z niewielką (kilkuprocentową) domieszką pierwiastków ciężkich. Neptun składa się głównie z lodu (lód wodny, metan, amoniak i siarkowodór) z zauważalną domieszką skał (krzemiany i glinokrzemiany), ilość wodoru i helu w ich składzie nie przekracza 15-20%. Wreszcie planety ziemskie pozbawione są nie tylko wodoru i helu, ale w dużej mierze także lodu i składają się głównie z krzemianów z domieszką żelaza.

Podsumujmy właściwości planet w zależności od ich masy.

1. Planety-olbrzymy o masach w zakresie od 0,19 do 13 mas Jowisza. Różnią się niemal gwiezdnym składem chemicznym, tj. składają się głównie z wodoru i helu. Szybko się obracają. Z powodu kolosalnego ciśnienia w wnętrznościach planety wodór przechodzi w fazę metaliczną (lub innymi słowy ulega degeneracji). Promień planet, począwszy od 0,3 masy Jowisza do granicy brązowych karłów (13 mas Jowisza), jest bliski promieniowi Jowisza, czyli około 10-11 razy większy od promienia Ziemi. Wyjątkiem jest tzw „Gorące Jowisze” to gigantyczne planety położone blisko swojej gwiazdy i posiadające efektywną temperaturę powyżej 1000 K. Ich atmosfera, silnie ogrzana światłem pobliskiej gwiazdy, rozszerza się, zwiększając pozorny promień planety do 1-1,4 promienia Jowisza. Średnia gęstość gigantów waha się od 0,28 g/cm3 (najbardziej rozrzedzone gorące Jowisze) do 12 g/cm3 (najmasywniejsze planety-olbrzymy o masach 10-12 Jowiszów). Druga prędkość ucieczki tych planet przekracza 37 km/s i zwykle wynosi 45-70 km/s. Najprawdopodobniej wszystkie planety-olbrzymy mają silne pole magnetyczne, które nasila się wraz ze wzrostem masy planety.
W Układzie Słonecznym gigantycznymi planetami są Jowisz i Saturn.

2. Neptun o masie od 7 do 60 mas Ziemi (0,022 - 0,19 mas Jowisza). Składają się głównie z lodu (wody, amoniaku, metanu, siarkowodoru) i skał, co stanowi około jednej czwartej całkowitej masy planety. Udział wodoru i helu w składzie planety nie przekracza 15-20%. Ciśnienie w jelitach nie jest wystarczające, aby wodór przeszedł w fazę metaliczną. Promień jest bliski 4 promieniom Ziemi. Średnia gęstość wynosi 1,3-2,2 g/cm3, druga prędkość ucieczki wynosi 18-30 km/s. Pole magnetyczne bardzo różni się od pola dipolowego (na przykład planeta może mieć dwa bieguny północne i dwa południowe).
W Układzie Słonecznym Neptunami są Uran i Neptun.

3. Planety ziemskie o masie mniejszej niż 7 mas Ziemi. Składają się głównie z krzemianów (składnik skał) i żelaza. Średnia gęstość 3,5-6 g/cm3. Promień jest mniejszy niż 2 promienie Ziemi.
W Układzie Słonecznym planetami ziemskimi są Merkury, Wenus, Ziemia i Mars.

Przyjrzyjmy się teraz 10 NAJLEPSZYM znalezionym egzoplanetom.

Pierwszą planetę poza naszym Układem Słonecznym odkryli astronomowie w 1989 roku. Był to PSR 1257+12 b, który krążył wokół pulsara. W ostatnim czasie większość odkrytych egzoplanet – a jest ich ponad 500 – okazała się tak zwanymi gorącymi Jowiszami, czyli gazowymi olbrzymami, z których wiele znajduje się na orbitach bardzo blisko swoich gwiazd macierzystych. Jest to jednak naturalne, gdyż istniejące metody poszukiwania planet pozasłonecznych opierają się albo na ultraprecyzyjnym pomiarze drgań gwiazdy pod wpływem grawitacji planet (metoda prędkości radialnych), albo na rejestracji zmian jasności gwiazd gwiazda w momencie przejścia planety przed jej dyskiem (metoda tranzytu). Odkryto już ponad 500 światów pozasłonecznych, w których żadna planeta nie jest dokładnie taka sama. Ale takie jest piękno naszego Wszechświata, które zachwyca nas różnorodnością. Zapraszamy do zapoznania się z dziesięcioma najciekawszymi, zdaniem redaktorów serwisu kosmos-x.net.ru, egzoplanetami odkrytymi przez astronomów.

Gliese 581g. Ilustracja: Zina Deretsky, National Science.

Gliese 581g- planeta krążąca wokół gwiazdy Gliese 581 w odległości około 20 lat świetlnych od Ziemi. Gliese 581g znajduje się w „strefie mieszkalnej”, czyli w takiej odległości od gwiazdy, że otrzymuje ilość energii gwiazdowej niezbędną do istnienia na niej wody w stanie ciekłym. Niektórzy astronomowie uważają, że system Gliese 581 składa się nie z czterech, ale z sześciu planet.

Nazwany TrES-4. Ilustracja: Jeffrey Hall, Obserwatorium Lowella.

Nazwany TrES-4- gazowy olbrzym w odległości 1400 lat świetlnych od nas, krążący po orbicie bardzo blisko swojej gwiazdy i dokonujący pełnego obrotu wokół siebie w ciągu zaledwie trzech dni. Ze średnicą 1,7 razy większą od Jowisza, nazwana TrES-4 należy do klasy „spęcznionych” planet o wyjątkowo niskiej gęstości.

Upsilon Eridani ur. NASA, ESA, G.F. Benedykta (Uniwersytet Teksasu w Austin).

Upsilon Eridani ur to egzoplaneta odkryta wokół gwiazdy podobnej do Słońca Upsilon Eridani, która znajduje się zaledwie 10,5 lat świetlnych od Ziemi. Jest tak blisko nas, że astronomowie wkrótce będą mogli go sfotografować. Upsilon Eridani b znajduje się zbyt daleko od swojej gwiazdy, aby istniała tam woda w stanie ciekłym, naukowcy uważają jednak, że nie jest to jedyna planeta w układzie Upsilon Eridani – w strefie zamieszkiwalnej mogą znajdować się inne światy.

CoRoT-7b. Ilustracja ESO/L. Kalkada.

CoRoT-7b to pierwszy skalisty świat odkryty poza naszym Układem Słonecznym. Chociaż w rzeczywistości to prawdziwe piekło. Planeta oddalona o 400 lat świetlnych od Ziemi ma promień prawie pięciokrotnie większy od Ziemi i jest klasyfikowana jako „super-Ziemia”. Znajduje się na orbicie bardzo blisko swojej gwiazdy macierzystej (0,0172 jednostki astronomicznej), a jej okres obiegu wynosi około 20 godzin. Temperatura po oświetlonej stronie planety jest niezwykle wysoka: około 2000°C.

HD 188753 Odb. Ilustracja: Planetquest/Caltech należąca do NASA/JPL.

HD 188753 Odb- gigant gorącego gazu, zwany także Tatooine (pamiętajcie film J. Lucasa „Gwiezdne wojny”). Jednak w przeciwieństwie do oszałamiającego zachodu słońca dwóch gwiazd widzianego przez młodego Luke'a Skywalkera, na niebie HD 188753 Ab można zobaczyć trzy słońca, ponieważ planeta znajduje się w układzie trzech gwiazd w odległości około 149 lat świetlnych od Ziemi . Jest także dość gorąca, ponieważ krąży bardzo blisko gwiazdy głównej, a jej okrążenie zajmuje zaledwie 3,5 dnia.

OGLE-2005-BLG-390L ur. Ilustracja autorstwa ESO.

Egzoplaneta OGLE-2005-BLG-390L ur z temperaturą powierzchni wynoszącą -220 stopni Celsjusza, jest to najzimniejszy świat odkryty dotychczas przez astronomów. Ze średnicą 5,5 razy większą od Ziemi, OGLE-2005-BLG-390L B jest klasyfikowana jako „super-Ziemia” i krąży wokół czerwonego karła w odległości 28 000 lat świetlnych od Ziemi.

WASP-12b. Ilustracja: ESA/NASA/Frederic Pont, Obserwatorium Uniwersytetu Genewskiego.

osa-12b, podobnie jak większość znanych egzoplanet odkrytych przez astronomów, to duży gazowy świat oddalony o około 870 lat świetlnych od Ziemi. Egzoplaneta jest prawie dwukrotnie większa od Jowisza. WASP-12b okrąża swoją gwiazdę w bardzo małej odległości – nieco ponad 1,5 miliona kilometrów – i jest najgorętszą planetą, której temperatura powierzchni wynosi około 2200°C.

PRZEMIATY-10. Ilustracja NASA.

PRZEMIATY-10- egzoplaneta, która ma najkrótszy znany naukowcom okres obiegu wokół gwiazdy: jeden obrót wykonuje w ciągu zaledwie 10 godzin. Znajduje się w odległości około 22 000 lat świetlnych od Ziemi.

Coku Tau 4. Ilustracja NASA.

Koku Tau 4- jedna z najmłodszych egzoplanet, mająca niespełna 1 milion lat. Znajduje się około 420 lat świetlnych od Ziemi. Astronomowie doszli do wniosku o istnieniu tej planety po odkryciu dziury w dysku pyłowym otaczającym gwiazdę. Dziura, 10 razy większa od Ziemi, krąży wokół gwiazdy i prawdopodobnie powstała w wyniku obrotu planety, oczyszczając przestrzeń wokół siebie z pyłu i gazu.

HD 209458 b. Ilustracja: NASA, ESA i G. Bacon (STScI).

HD 209458 b (Ozyrys)- planeta kometa znajdująca się w odległości 153 lat świetlnych od Ziemi. Waży nieco mniej niż Jowisz i wykonuje pełny obrót wokół gwiazdy w zaledwie 3,5 dnia. Odkryto, że Ozyrys posiada długi pióropusz gazu pochodzącego z własnej atmosfery. Analiza tego „ogona” wykazała, że ​​zawiera on zarówno lekkie, jak i ciężkie pierwiastki (takie jak węgiel i krzem). Jednocześnie temperatura atmosfery wynosi około 1226 stopni Celsjusza. Pozwoliło to naukowcom założyć, że planeta została nagrzana przez swoją gwiazdę do tego stopnia, że ​​nawet ciężkie pierwiastki mogły opuścić jej atmosferę.

Jak znaleźć takie planety?

Załóżmy, że obserwator znajduje się przy najbliższej nam gwieździe, Alfa Centauri, i patrzy w stronę Układu Słonecznego. Wtedy nasze Słońce zaświeci dla niego tak jasno, jak gwiazda Wega na ziemskim niebie. A jasność planet okaże się bardzo słaba: Jowisz będzie „gwiazdą” o wielkości 23 magnitudo, Wenus - 24 magnitudo, a Ziemia i Saturn - 25 magnitudo. Ogólnie rzecz biorąc, największe współczesne teleskopy byłyby w stanie wykryć tak słabe obiekty, gdyby w ich pobliżu nie było jasnych gwiazd na niebie. Ale dla odległego obserwatora Słońce zawsze znajduje się obok planet: dla astronoma z Alpha Centaur odległość kątowa Jowisza od Słońca nie przekracza 4 sekund łukowych, a między Wenus a Słońcem wynosi tylko 0,5 sekundy łukowej. sek. Dla współczesnych teleskopów dostrzeżenie niezwykle słabej gwiazdy tak blisko jasnej gwiazdy jest zadaniem niemożliwym. Astronomowie projektują obecnie instrumenty, które mogą rozwiązać ten problem. Na przykład obraz jasnej gwiazdy można zasłonić specjalnym ekranem, aby jej światło nie zakłócało badania pobliskiej planety. Takie urządzenie nazywa się „koronografem gwiazdowym”; ma podobną konstrukcję do koronografu zaćmienia słońca Lyo. Inna metoda polega na „wygaszaniu” światła gwiazdy na skutek interferencji jej promieni świetlnych zebranych przez dwa lub więcej pobliskich teleskopów – tzw. „interferometru gwiazdowego”. Ponieważ gwiazdę i znajdującą się obok planetę obserwuje się w nieco innych kierunkach, stosując interferometr gwiazdowy (zmieniając odległość między teleskopami lub wybierając odpowiedni moment obserwacji) można niemal całkowicie zgasić światło gwiazdy, a co za tym idzie, jednocześnie wzmocnij światło planety. Obydwa opisywane instrumenty – koronograf i interferometr – są bardzo wrażliwe na wpływ atmosfery ziemskiej, więc aby mogły działać pomyślnie, najwyraźniej będą musiały zostać wyniesione na niską orbitę okołoziemską.

Istnieją również metody takie jak
- Pomiar jasności gwiazd
- Pomiar położenia gwiazdy
- Pomiar prędkości gwiazdy
- Wyszukiwanie astrometryczne

Obecnie egzoplanet poszukuje ponad 150 astronomów w różnych obserwatoriach na całym świecie, w tym najbardziej produktywna grupa naukowa J. Marcy'ego i grupa M. Majora. Aby opracować terminologię i koordynować wysiłki w tej dziedzinie, Międzynarodowa Unia Astronomiczna (IAU) utworzyła Grupę Roboczą ds. Planet Pozasłonecznych (patrz http://www.ciw.edu/IAU/div3/wgesp/), której pierwszym przywódcą był wybrał amerykańskiego astronoma teoretycznego Alana Bossa (A.Boss). Zaproponowano tymczasową terminologię, zgodnie z którą „planetę” należy nazwać ciałem o masie mniejszej niż 13 Mu krążącym wokół gwiazdy typu słonecznego; te same obiekty, ale swobodnie poruszające się w przestrzeni międzygwiazdowej, należy nazwać „brązowymi podkarłami” (podbrązowymi karłami). Obecnie terminem tym określa się kilkadziesiąt niezwykle słabych obiektów znalezionych w latach 2000-2001 w Mgławicy Oriona i nie związanych z gwiazdami. Emitują głównie w podczerwieni i ich masa prawdopodobnie mieści się pomiędzy brązowymi karłami a planetami olbrzymami. Na razie nic konkretnego nie można o nich powiedzieć.

W 2013 roku w ramach wspólnego projektu USA, Kanady i Europy planowany jest wystrzelenie dużego teleskopu kosmicznego JWST (James Webb Space Telescope). Ten gigant ze zwierciadłem o średnicy 6 metrów, noszący imię byłego dyrektora NASA, ma zastąpić weterana astronomii kosmicznej – teleskopu Hubble'a. Do jego zadań należeć będzie poszukiwanie planet poza Układem Słonecznym. W tym samym roku zostanie uruchomiony zespół dwóch automatycznych stacji TPF (Terrestrial Planet Finder), przeznaczonych wyłącznie do obserwacji atmosfer egzoplanet podobnych do naszej Ziemi. Za pomocą tego obserwatorium kosmicznego planowane jest poszukiwanie planet nadających się do zamieszkania, analizowanie widm ich powłok gazowych w celu wykrycia pary wodnej, dwutlenku węgla i ozonu – gazów wskazujących na możliwość życia. Wreszcie w 2015 r. Europejska Agencja Kosmiczna wyśle ​​w przestrzeń kosmiczną flotę teleskopów Darwina, których zadaniem będzie poszukiwanie oznak życia poza Układem Słonecznym poprzez analizę składu atmosfer egzoplanet.

Jeśli eksploracja kosmosu egzoplanet pójdzie zgodnie z planami, to za dziesięć lat możemy spodziewać się pierwszych wiarygodnych wiadomości o planetach sprzyjających życiu - danych o składzie otaczających je atmosfer, a nawet informacji o strukturze ich powierzchni.

Ogólnie rzecz biorąc, odkrycie pierwszych pozasłonecznych układów planetarnych było jednym z największych osiągnięć naukowych XX wieku. Najważniejszy problem został rozwiązany – Układ Słoneczny nie jest wyjątkowy; powstawanie planet w pobliżu gwiazd jest naturalnym etapem ich ewolucji. Jednocześnie staje się jasne, że Układ Słoneczny jest nietypowy: jego gigantyczne planety, poruszające się po kołowych orbitach poza „strefą życia” (obszar umiarkowanych temperatur wokół Słońca), pozwalają planetom ziemskim, z których jedną jest Ziemia , aby istnieć w tej strefie przez długi czas - ma biosferę. Najwyraźniej inne układy planetarne rzadko mają tę cechę.

wybrać się na wycieczkę po ISS

28.03.2018 18:47 1024

Wielu z Was interesuje się astronomią, czyta różne książki i ogląda filmy o kosmosie. Być może słyszałeś kiedyś, że naukowcy nazywają niektóre planety egzoplanetami. Ale teraz dowiemy się, czym są egzoplanety.

Słowo „exo” po grecku oznacza „na zewnątrz” lub „na zewnątrz”. Z tych słów wynika, że ​​egzoplanety to planety znajdujące się poza naszym Układem Słonecznym.

Naukowcy zaczęli zauważać takie planety pod koniec lat 80. XX wieku, kiedy pojawiły się potężne urządzenia, które to umożliwiły. Astronomowie w badaniu egzoplanet w dużym stopniu pomogli teleskopy kosmiczne – sztuczne satelity wynalezione w celu odkrywania nowych planet. Wiele egzoplanet zostało odkrytych przez naukowców za pomocą potężnych teleskopów optycznych zainstalowanych w różnych obserwatoriach.

Naukowcy dzielą egzoplanety na dwa typy: egzoplanety ziemskie i egzoplanety gazowe. Planety ziemskie składają się z żelaza, aluminium, magnezu i tlenu. Dzięki temu mają dużą gęstość i twardą powierzchnię. Gazowe giganty składają się z różnych gazów: wodoru, metanu, helu. Nie będziesz mógł chodzić po takich planetach, ponieważ nie mają one stałej powierzchni. Jeśli zejdziesz na taką planetę, możesz w nią wpaść, jakbyś leciał przez chmury. Ale im głębiej schodzisz, tym bardziej wzrasta ciśnienie, które może po prostu zmiażdżyć obiekt. W naszym Układzie Słonecznym planety ziemskie to Merkury, Wenus, Ziemia i Mars, a gazowi olbrzymy to Jowisz, Saturn, Uran i Neptun.

Egzoplanety lądowe dzielą się na różne klasy, takie jak superziemia, planeta oceaniczna, planeta żelazna i wiele innych.

Super-Ziemie to planety, których masa jest większa niż masa Ziemi, ale mniejsza niż masa gazowych olbrzymów. Wśród superziemi można wyróżnić planetę Gliese 581c. Okrąża gwiazdę Gliese 581 (jej Słońce) w konstelacji Wagi. Planetę tę odkryto w 2007 roku w Obserwatorium La Silla, które znajduje się w Chile. Egzoplaneta Gliese 581c ma rozmiary podobne do naszej planety. Znajduje się około 20 lat świetlnych od Ziemi. Dzięki różnym obliczeniom astronomom udało się dowiedzieć, że na tej planecie może istnieć atmosfera, temperatura powierzchni wynosi około 100 0 C, a rok trwa tylko 13 ziemskich dni. Naukowcy sugerują, że na tej egzoplanecie może istnieć woda.

Planeta oceaniczna to egzoplaneta całkowicie pokryta wodą. Astronomowie odkryli jak dotąd tylko jedną taką planetę o złożonej nazwie GJ 1214 b, która pasuje do tej nazwy. Znajduje się w gwiazdozbiorze Wężownika.

Planety żelazne to rodzaj planet, które mają w swoim jądrze dużą ilość metalu. Przykładem takiej planety jest egzoplaneta Kepler-10 b w konstelacji Draco.

Gazowe egzoplanety są również podzielone na różne klasy: gorący Neptun, super-Jowisz i inne.

Gorący Neptun to klasa egzoplanet podobnych pod względem wielkości i masy do Neptuna i Urana i znajdujących się bardzo blisko swojej gwiazdy (odległość mniejsza niż jedna jednostka astronomiczna). Planeta Gliese 436 b należy do właśnie takiej klasy egzoplanet. Znajduje się w gwiazdozbiorze Lwa, 33 lata świetlne od naszej Ziemi. Ta planeta składa się głównie z wody. Ze względu na bliskie położenie gwiazdy (słońca) temperatura na planecie wynosi około 300 0 C! Jednak woda w tej temperaturze nie odparowuje, lecz znajduje się w stanie stałym (lód). Wszystko to wynika z ogromnej siły grawitacji działającej na tę planetę. Wytwarza bardzo wysokie ciśnienie, które ściska cząsteczki wody, zamieniając je w gorący lód. Siły grawitacji zapobiegają topnieniu tego lodu.

Super-Jowisz to rodzaj egzoplanety, którego rozmiar i masa przekraczają rozmiary największej planety w naszym Układzie Słonecznym, Jowisza. Przykładem takiej egzoplanety jest planeta Kepler-419 c. Znajduje się w gwiazdozbiorze Łabędzia, w odległości 2544 lat świetlnych od Ziemi.

Jak już zauważyliście, wszystkie egzoplanety wymienione powyżej mają bardzo dziwne i złożone nazwy, które są trudne do zapamiętania. Faktem jest, że w ostatnich latach naukowcom udało się odkryć kilka tysięcy nowych egzoplanet i trudno było wymyślić dla nich nazwę. Dlatego postanowili nazwać egzoplanety imionami gwiazd (ich Słońca), wokół których krążą. A astronomowie zaczęli dodawać jedną literę do nazwy gwiazdy. Na przykład planeta Kepler-419 c krąży wokół gwiazdy (jej Słońca) Kepler-419.