Поиск планет

Чт, 05/15/2014 - 22:33

Из сотни звезд, у которых астрономами были обнаружены планеты, лишь у двух есть инфракрасный избыток в излучаемом спектре, который указывает на пылевой диск. Наличие дисков может быть свидетельством о присутствии там планет. Тяжело как-то объяснить «дождь» из комет, который падает на β Живописца, если в системе отсутствуют планеты, которые оказывают гравитационное воздействие. На некоторых из изображений дисков обнаружены спирали большого размера, кроме сгустков и колец. Планеты, имеющие наклонные орбиты, могут затянуть межпланетную пыль на собственные орбиты, этим самым искажая форму диска. Они могут выметать пыль, при этом образуются кольца и полости, или сформировать след, похожий на сгусток. Кстати, Земля оставляет такой же отпечаток в пыли.

Однако доводы о том, что в этих дисках есть планеты, не очень убедительны. Планеты, которые могут сформировать наблюдаемые астрономами особенности, должны находиться на расстоянии большем, чем Нептун от Солнца, но вряд ли они смогут формироваться настолько далеко. Вероятно, некоторые из планет появились на небольших расстояниях от звезды, а потом отдалились от нее (это предположение высказано и для Нептуна). Для того чтобы сохранился момент импульса, нужно, чтобы другая планета больших размеров (типа Юпитера) приблизилась к этой звезде. Но никаких признаков того, что такой второй объект присутствует, не было обнаружено. Сведения, которые были получены, неоднозначны, разные исследователи еще не пришли к консенсусу о массах планет и их положении. Несколько особенностей, которые были замечены, можно пояснить не одним лишь гравитационным притяжением этих планет. Некоторые астрономы полагают, что кольца существуют в любой молодой системе. В то время как планетезимали увеличиваются в размерах и объединяются между собой, диски разрушаются, скорость пылеобразования и частота соударений увеличиваются. Другие группы астрономов склонны считать, что кольца пыли могут сформироваться спонтанно на краях дисков, состоящих из газа. Высокие градиенты давления на краю диска, таким образом, способствуют торможению пылевых частиц, которые в ином случае были бы выброшены из планетной системы.

В 2003 году ученые из Университета Дж. Гопкинса, используя коронограф камеры ACS на телескопе «Хаббл», были заняты наблюдением звезды HD 141569. Изображения, которые были получены раньше, показали, что у этой звезды 2 кольца. На фотографиях, полученных в 2003 году, обнаружены спиральные длинные ветви межзвездной пыли, которые похожи на наблюдаемые в спиральных галактиках. Поэтому можно предположить, что кольца, которые исследовали раньше, представляют собой фрагменты спиралей. Звезда HD 141569 имеет 2 звезды-компаньона. Полагают, что примерно сотню тысяч лет назад они приблизились близко к диску, разрушая и растягивая его, что породило спирали. Некоторые астрономы полагают, что диск был сформирован многократными взаимодействиями со звездами-компаньонами.

Несколько особенностей пылевых дисков могли появиться из-за влияния других тел, а не планет. Разброс мнений обуславливается еще малой четкостью изображений дисков, и каждое представляет собой уникальный случай. В конце 2003 года К. Штапельфельдтом, работающим в Лаборатории реактивного движения, были опубликованы первые изображения диска, которые образованы вокруг системы Фомальгаута. Эти снимки получены телескопом «Спицер», оснащенным детекторами дальнего инфракрасного излучения такого же диапазона длин волн, как и детекторы IRAS, но в тысячу раз чувствительнее.

С их помощью можно обнаружить небольшое количество пыли и изучить большее количество дисков. На снимке, который получен в излучении, имеющем длину волны 70 микрометров, форму диска видно довольно отчетливо. Диск на ней — это кольцо, видимое с ребра и имеющее радиус около 200 а. е. Одна сторона его ярче второй, видимо, из-за произошедшего недавно столкновения астероидов, а может быть, это из-за гравитационного влияния какой-либо невидимой планеты. При длине волны 24 микрометров видна концентрация относительно теплого вещества возле звезды — это подобие зодиакального облака, что приводит к выводу о наличии у системы Фомальгаута чего-то, похожего на астероидный пояс в Солнечной системе.

Существование пылевых дисков подтверждает, что рядом и с другими звездами существуют кометы и астероиды, которые возникают при формировании планет. Отсюда вывод, что Солнечная система похожа на другие планетные системы. Но даже в пылевом диске с минимальным наблюдаемым размером содержится в 50 раз больше пыли, чем находится в Солнечной системе. Почему такое различие?

Или планеты Солнечной системы вытеснили основные планетезимали, или Солнце возникло с диском необычно малого размера. Либо чувствительности имеющейся аппаратуры не хватает для того, чтобы обнаружить истинные аналоги Солнечной системы. Ученым еще лишь предстоит воссоздать детализированную картину эволюции планет вблизи звезд, имеющих различную массу.

Наблюдения, которые проводились в дальнейшем с использованием телескопов «Спицер», «Хаббл» и наземных телескопов, могут помочь нам узнать, какое место у Солнечной системы среди иных планетных систем.

Другие материалы рубрики


  • Наблюдения на рентгеновской обсерватории «Чандра» показали наличие большого числа маломассивных рентгеновских двойных звезд в эллиптических и линзовидных галактиках, а также в балджах — центральных сферических компонентах — дисковых галактик. Распределение источников по светимостям хорошо описывается двумя компонентами, граница между которыми соответствует светимости порядка (2-3) 1038 эрг/с. Т.к. эта величина примерно соответствует максимальной (т.н. Эддингтоновской) светимости объекта с массой 1.4 Мо, то возможно, что более мощные источники являются аккрецирующими черными дырами, а менее мощные — нейтронными звездами. Т.о. с некоторой долей уверенности можно говорить, что мы видим в галактиках ранних типов — эллиптических и линзовидных — тесные двойные системы как с черными дырами (самые яркие источники), так и с нейтронными звездами (менее яркие).



  • Однако сторонники потоков воды провели всестороннее исследование гипотезы о жидкой углекислоте и других средах. Были детально рассмотрены практически все ее аспекты и сделаны убедительные выводы. Например, в аккуратной работе Стьюарта и Ниммо, вышедшей в 2002 году, результаты сформулированы следующим образом: «Мы нашли, что ни конденсированный CO2, ни клатраты CO2 не могут быть накоплены в коре Марса в достаточных количествах... Таким образом, мы заключаем, что овраги не могут быть образованы жидким CO2. В свете этих результатов потоки жидкой воды остаются предпочтительным механизмом формирования свежих протоков на поверхности».


  • Был ли Большой взрыв началом времени или Вселенная существовала и до него? Лет десять назад такой вопрос казался нелепым. В размышлениях о том, что было до Большого взрыва, космологи видели не больше смысла, чем в поисках пути, идущего от Северного полюса на север. Но развитие теоретической физики и, в частности, появление теории струн заставило ученых снова задуматься о предначальной эпохе.
    Вопрос о начале начал занимать философов и богословов с давних времен. Он переплетается с множеством фундаментальных проблем, нашедших свое отражение в знаменитой картине Поля Гогена «D’ou venons-nous? Que sommes-nous? Ou allons-nous?» («Откуда мы пришли? Кто мы такие? Куда мы идем?»). Полотно изображает извечный цикл: рождение, жизнь и смерть — происхождение, идентификация и предназначение каждого индивидуума. Пытаясь разобраться в своем происхождении, мы возводим свою родословную к минувшим поколениям, ранним формам жизни и прото-жизни, химическим элементам, возникшим в молодой Вселенной, и, наконец, к аморфной энергии, некогда заполнявшей пространство. Уходит ли наше фамильное древо корнями в бесконечность или космос так же не вечен, как и мы?

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6


  • О спонтанном возникновении вещества из пустого пространства говорят как о рождении “из ничего”, которое близко по духу рождению ex nihilo в христианской доктрине. Для физики пустое пространство совсем не “ничего”, а весьма существенная часть Вселенной, а мысль о рождении самого пространства может показаться вообще странной. Однако в каком-то смысле это все время происходит вокруг нас. Расширение Вселенной есть не что иное, как непрерывное “разбухание” пространства. С каждым днем доступная современным телескопам область Вселенной возрастает на 1018 кубических световых лет. Здесь полезна аналогия с резиной. Если упругий резиновый жгут вытянуть, его “становится больше”. Пространство напоминает суперэластик тем, что оно, насколько известно физикам, может неограниченно долго растягиваться не разрываясь. Растяжение и искривление пространства напоминает деформацию упругого тела тем, что “движение” пространства происходит по законам механики точно так же, как и движение обычного вещества. В данном случае это законы гравитации. Квантовая теория в равной мере применима как к веществу, так и к пространству и к времени.
    Действительно, благодаря собственной физической природе Вселенная возбуждает в себе всю энергию, необходимую для “создания” материи — это есть космический бутстрэп (bootstrap — в переводе “зашнуровка”, в переносном смысле — отсутствие иерархии в системе элементарных частиц).



  • Немного найдется произведений, передающих красоту космических объектов, называемых планетарными туманностями. Освещенные изнутри родительской звездой, расцвеченные флуоресцирующими атомами и ионами на фоне космической черноты, газовые структуры кажутся живыми. Ученые дали им прозвища — Муравей, Морская Звезда, Кошачий Глаз...
    Термин «планетарные туманности» — представляющие собой размытые, похожие на облака объекты, видимые только в телескоп — придумал два столетия назад английский астроном Вильям Гершель (William Herschel), исследователь туманностей. Многие из них имеют округлую форму, которая напомнила ученому зеленоватый диск планеты Уран, им же и открытой. К тому же он полагал, что округлые туманности могут быть планетными системами, формирующимися вокруг молодых звезд. Термин прижился, несмотря на то, что действительность оказалась иной: туманности такого типа состоят из газа, сброшенного умирающими звездами. Примерно через 5 млрд. лет Солнце закончит свой космический век изящным выбросом планетарной туманности, что не вполне соответствует теории эволюции звезд — основе, на которой базируется наше понимание космоса. Если звезды рождаются, живут и умирают круглыми, то как же они создают вокруг себя структуры, которые мы видим на фотографиях «Хаббла», подобные Муравью, Морской Звезде или Кошачьему Глазу?

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Космологи в замешательстве. Обычно предметы, брошенные вверх, замедляются. Планеты притягивают объекты, звезды притягивают планеты. Это нормально. Но почему тогда Вселенная расширяется? Отдельные галактики, разбросанные после Большого взрыва в разные стороны, должны притягиваться друг ко другу — и расширение должно замедляться. Но того не происходит: они разлетаются друг от друга с ускорением. Принято считать, что виновата во всем темная энергия, хотя она темная именно оттого, что о ней никто ничего не знает. Но уже ясно точно, что на предельно больших расстояниях гравитация превратилась в отталкивающую силу, а не в притягивающую.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Космические фонтаны из водяного льда, пара и смеси других веществ, поднимающиеся над равнинами луны Сатурна, давно интригуют специалистов. Не хотят сходиться уравнения, описывающие энергетику этого мира, столь удаленного от Солнца. Однако все встает на свои места, если учесть новое открытие: волнующая активность Энцелада по геологическим меркам — мимолетный эпизод.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • ...Среди прочих лептонов в 1936 году, среди продуктов взаимодействий космических лучей, был открыт мюон. Он оказался одной из первых известных нестабильных субатомных частиц, которая во всех отношениях, кроме стабильности, напоминает электрон, то есть имеет тот же заряд и спин и участвует в тех же взаимодействиях, но имеет бóльшую массу. Примерно за две миллионные доли секунды мюон распадается на электрон и два нейтрино. На долю мюона приходится значительная часть фонового космического излучения, которое регистрируется на поверхности Земли счетчиком Г. Гейгера...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6


  • Существует небольшой шанс, что через 3,34 миллиарда лет Марс столкнется с Землей. Также есть вероятность столкновения Земли и Венеры или Меркурия и Венеры. Меркурий вообще может упасть на Солнце или улететь в межзвездное пространство. Таковы причуды нашей системы, новые тайны которой раскрыли ученые.
    Подробнейшее численное моделирование эволюции орбит в Солнечной системе выполнили профессор Жак Ласкар (Jacques Laskar) и Микаэль Гастино (Mickael Gastineau) из Парижской обсерватории (Observatoire de Paris).
    Долгое время астрономы полагали, что орбиты планет в Солнечной системе стабильны и неизменны. Потом стали появляться сведения, что на заре зарождения системы орбиты ряда планет сильно отличались от нынешних и претерпевали большие изменения, прежде чем все «устоялось».



  • ...Итак, согласно полученным результатам, в конце первой секунды температура достигла 1010 К — это слишком много для того, чтобы могли существовать сложные ядра. Все пространство Вселенной было тогда заполнено хаотически движущимися протонами и нейтронами, вперемешку с электронами, нейтрино и фотонами (тепловым излучением). Ранняя Вселенная расширялась чрезвычайно быстро, так что по прошествии минуты температура упала до 108 К, а спустя еще несколько минут — ниже уровня, при котором возможны ядерные реакции...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4