نمونه هایی از سیارات فراخورشیدی سیاره فراخورشیدی چیست؟ اولین سیاره خارج از منظومه شمسی کشف شد

معرفی

برای مدت طولانی کشف چنین سیاراتی دشوار بود، زیرا ... آنها در چنین فاصله بین ستاره ای بسیار کوچک و نامرئی هستند. برای مثال، پرواز به نزدیکترین ستاره با سرعت نور، چهار سال و نیم طول می کشد. تمام این سیارات فقط در کهکشان راه شیری در فواصل مختلف کشف شده اند. نزدیکترین آنها آلفا قنطورس B b است که تقریباً 4.36 سال نوری از ما فاصله دارد. بیشتر سیاره های فراخورشیدی کشف شده شبیه به غول های گازی مشتری و نپتون هستند.

به گفته بسیاری از دانشمندان، تعداد کل چنین سیاراتی در کهکشان راه شیری ما می تواند تقریباً به 100 میلیارد برسد و تا 20 میلیارد از این سیاره ها را می توان به عنوان "زمین مانند" طبقه بندی کرد. اعتقاد بر این است که حدود 34 درصد از تمام ستارگان خورشید مانند ممکن است سیاراتی شبیه به زمین در منطقه قابل سکونت خود داشته باشند. بهترین شانس برای یافتن یک سیاره قابل سکونت، جستجو در نزدیکی کوتوله های قهوه ای است. چنین ستاره های منقرض شده ای قدیمی ترین در کهکشان ما هستند، سن آنها می تواند به 14 میلیارد سال برسد، و سیارات این منظومه های شمسی بسیار قدیمی تر از زمین ما هستند.

تاریخچه کشف سیارات فراخورشیدی

اولین پیام در تاریخ در مورد وجود یک جرم آسمانی خاص در اطراف یک ستاره دیگر توسط ستاره شناس رصدخانه مدرس، کاپیتان V.S. Jacob بود. یادداشت های او در سال 1855 گزارش داد که احتمال وجود یک جرم کیهانی به اندازه یک سیاره در منظومه 70 اوفیوچی (یک سیستم دوتایی) وجود دارد. بعداً در سال 1890، توماس جی سی، ستاره شناس دانشگاه شیکاگو، حدس جیکوب را تأیید کرد. او گزارش داد که منظومه دوتایی 70 Ophiuchi دارای یک ستاره همراه نامرئی با دوره مداری 36 سال است. با این حال، محاسبات انجام شده توسط اخترفیزیکدان F.R. Multon وجود یک سیاره فراخورشیدی در این منظومه را رد می کند و تا سال 2014 رد نشده است.
در سال 1916، ستاره شناس ادوارد بارنارد ستاره ای را کشف کرد که به صورت یک نقطه قرمز به سرعت در حال حرکت در آسمان پرستاره ظاهر می شد. این ستاره کوچک جرمی کمتر از ۷ برابر خورشید دارد. بر این اساس، در دهه 1960، ستاره شناس پیتر ون د کمپ، تلاش کرد تا ماهواره ستاره پرنده بارنارد را تعیین کند. او گزارش داد که ستاره همراه خود با جرمی مانند . محاسبات جدید جی گیتوود در سال 1973 وجود سیارات پرجرم را در این ستاره رد کرد.
پیشرفت علم در دهه 1980 باعث شد که ستاره شناسان از تکنیک های جدیدی برای شناسایی سیارات فراخورشیدی بالقوه استفاده کنند. به ویژه، جستجو با استفاده از طیف‌سنج‌های با دقت بالا و روش‌های علمی جدید آغاز شد.

در سال 1989، یک سیاره پرجرم (یا کوتوله قهوه ای) توسط D. Latham در نزدیکی ستاره HD 114762 A پیدا شد. با این حال، وضعیت سیاره ای آن تنها در سال 1999 تایید شد.

اولین سیارات بالقوه قادر به زندگی - دراگر و پولترگیست - در نزدیکی ستاره نوترونی لیچ (PSR 1257+12) کشف شدند، آنها توسط ستاره شناس الکساندر ولشچان در سال 1991 کشف شدند. این سیارات پس از انفجار ابرنواختر به عنوان ثانویه شناخته شدند.

در سال 1995، اخترشناسان میشل مایور و دیدیه کولوز، با استفاده از یک طیف سنج فوق دقیق، لرزش ستاره هلوتیوس (51 پگاسی) را با دوره 4.23 روزه کشف کردند. سیاره در حال نوسان دیمیدیوس شبیه مشتری است، اما در نزدیکی ستاره قرار دارد. در میان ستاره شناسان، سیاراتی از این نوع را «مشتری داغ» می نامند.

متعاقباً با اندازه گیری سرعت شعاعی ستارگان و جستجوی تغییرات داپلر تناوبی آنها (روش داپلر)، چند صد سیاره فراخورشیدی کشف شد.

در آگوست 2004، اولین سیاره در منظومه ستاره سروانتس (μ محراب) - نپتون کیشوت داغ - کشف شد. این ستاره در 9.55 روز و در فاصله 0.09 AU می چرخد. یعنی دمای سطح ~ 900 کلوین (+626 درجه سانتیگراد)، جرم ~ 14 جرم زمین.

اولین ابر زمین که به دور یک ستاره معمولی (نه تپ اختر) می چرخد ​​در سال 2005 در نزدیکی ستاره گلیس 876 کشف شد. جرم آن 7.5 جرم زمین است.

در سال 2004، اولین تصویر مادون قرمز از سیاره فراخورشیدی نامزد کوتوله قهوه ای 2M1207 گرفته شد.

در 13 نوامبر 2008، برای اولین بار، امکان به دست آوردن تصویری از یک منظومه سیاره ای به طور همزمان وجود داشت - یک عکس فوری از سه سیاره که به دور ستاره HR 8799 در صورت فلکی پگاسوس می چرخند. این اولین منظومه سیاره ای است که در اطراف یک ستاره سفید داغ از نوع طیفی اولیه (A5) کشف شده است. تمام منظومه های سیاره ای که قبلاً کشف شده بودند (به استثنای سیارات اطراف تپ اخترها) در اطراف ستارگان کلاس های بعدی (F-M) کشف شدند.

در 13 نوامبر 2008، سیاره داگون نیز برای اولین بار در اطراف ستاره Fomalhaut از طریق مشاهدات مستقیم کشف شد.

در سال 2011، دیوید بنت از دانشگاه نوتردام (ایندیانا، ایالات متحده آمریکا) کشف 10 سیاره منفرد مشتری مانند را با استفاده از ریز لنز با استفاده از تلسکوپ 1.8 متری در رصدخانه دانشگاه Mount John در نیوزیلند، بر اساس مشاهدات 2006-2007 اعلام کرد. . درست است، دو تا از آنها ممکن است ماهواره‌های مدار بالای ستاره‌های نزدیک به آنها باشند.

در سپتامبر 2011، کشف دو سیاره مشابه KIC 10905746 b و KIC 6185331 b توسط ستاره شناسان آماتور به عنوان بخشی از پروژه شکارچیان سیاره که برای تجزیه و تحلیل داده های جمع آوری شده توسط تلسکوپ کپلر طراحی شده است، اعلام شد. در همان زمان، 10 نامزد سیاره ذکر شد، اما در آن زمان تنها دو مورد از آنها توسط دانشمندان به عنوان سیارات فراخورشیدی با درجه اطمینان کافی شناسایی شدند. این سیارات توسط شرکت‌کنندگان داوطلب پروژه در میان داده‌هایی که اخترشناسان حرفه‌ای به دلایلی غربال کرده بودند، پیدا شدند و اگر کمک داوطلبان نبود، احتمالاً این سیارات کشف نشده باقی می‌ماندند.

در 5 دسامبر 2011، تلسکوپ کپلر اولین ابر زمین را در منطقه قابل سکونت کشف کرد، Kepler-22 b.

در 20 دسامبر 2011، تلسکوپ کپلر اولین سیاره فراخورشیدی به اندازه زمین و کوچکتر را در نزدیکی ستاره Kepler-20 - Kepler-20 e (با شعاع 0.87 جرم زمین و جرم 0.39 تا 1.67 جرم زمین) و کپلر کشف کرد. -20 f (0.045 جرم مشتری و 1.03 شعاع زمین).

در 22 فوریه 2012، دانشمندان مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین، در فاصله 40 سال نوری از زمین، اولین ابر زمین، احتمالاً یک سیاره اقیانوسی - GJ 1214 b را کشف کردند. داده‌های اخیر از گذرگاه‌های ترانزیت نشان می‌دهد که GJ 1214 b دارای اتمسفر هیدروژن-هلیوم گسترده، سطوح پایین متان و لایه‌ای از ابر در سطح فشار 0.5 بار است که با ویژگی‌های جوی با تسلط پایدار مطابقت ندارد. بخار آب. دوره مداری سیاره به دور یک ستاره - یک کوتوله قرمز - 38 ساعت است، فاصله آن حدود 2 میلیون کیلومتر است. دمای سطح این سیاره تقریباً 230 درجه سانتیگراد است. در سال 2015 سیاره جدیدی شبیه به مشتری جوان کشف شد.

روش های مدرن برای تشخیص سیارات فراخورشیدی در سایر منظومه های ستاره ای

عکس "مکانیک محبوب"، برای بزرگنمایی کلیک کنید.

1. روش داپلر- طیف سنجی، رایج ترین روش برای تشخیص سیارات فراخورشیدی بالقوه با جرم چندین جرم زمین واقع در نزدیکی یک ستاره و سیاره غول گازی با دوره مداری تا 10 سال است. این روش شامل محاسبه سرعت شعاعی ستاره است. هنگامی که یک سیاره به دور ستاره خود می چرخد، به نظر می رسد که آن را تکان می دهد و طیف خود را تغییر می دهد (Shift داپلر طیف ستاره). این روش در سال 2011 توانست 647 سیاره را شناسایی کند.

- این روش شامل مشاهده تغییر در روشنایی یک ستاره در لحظه عبور از یک سیاره در برابر پس زمینه آن است. این روش مستلزم رصد طولانی مدت ستاره است و اگر گذری تشخیص داده شده باشد نیاز به تایید مکرر دارد. مزیت این روش تعیین اندازه سیاره، ترکیب و حضور جو (با استفاده از طیف نگار) است. نقطه ضعف این روش، توانایی دیدن سیاره تنها در صورتی است که در هنگام رصد در همان صفحه باشد. تا سال 2011، 185 سیاره بالقوه کشف شده بود.

هنگام محاسبه چنین اجرامی، لازم است که ستاره دیگری (در نقش عدسی) بین سیاره پیشنهادی و ناظر روی زمین وجود داشته باشد. اگر ستاره عدسی دارای ماهواره های سیاره باشد، منحنی نور نامتقارن مشاهده می شود. این روش بسیار به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد، اما با کمک آن می توان سیاراتی را با جرم زمین محاسبه کرد.
تا سال 2011، 13 سیاره با استفاده از این روش محاسبه شد.

شامل تغییر در حرکت فضایی ستاره تحت تأثیر پتانسیل گرانشی سیاره است. اساساً این روش جرم و اندازه یک سیاره فراخورشیدی که قبلاً کشف شده بود را روشن می کند؛ به ویژه ابعاد Epsilon Eridani b مشخص شد.

یک روش بسیار پیچیده برای تشخیص سیارات زمینی، شامل اندازه گیری پرتوهای هدایت شده انرژی ساطع شده از یک تپ اختر است. اگر سیاره خاصی به دور تپ اختر بچرخد، سیگنال ساطع شده دارای ویژگی نوسانی خاصی است. تا سال 2010، 5 سیاره در اطراف دو تپ اختر کشف شد.

6. مشاهده مستقیم.با استفاده از این روش می توانید سیارات دور از ستاره خود را در فاصله 10 تا 100 واحد نجومی محاسبه کنید. سیارات دور به اندازه کافی داغ هستند، بنابراین تصویر به سمت مجموعه ای از ستارگان جذب می شود. یک نمونه بارز تشخیص، منظومه سیاره‌ای HR 8799 بود. دانشمندان ناسا پیشنهاد می‌کنند که تلسکوپ فضایی جیمز وب با یک آینه 6.5 متری قادر خواهد بود مستقیماً اگزول‌پنت‌ها و حضور جو آنها را تشخیص دهد.

انواع سیارات فراخورشیدی کشف شده توسط ستاره شناسان

این غول‌های گازی به دلیل اندازه عظیمشان، با استفاده از روش‌های مدرن، ستارگان دوردست را آسان‌تر تشخیص می‌دهند.

اولین سیاره غول گازی "مشتری داغ" 51 پگاسی شد. این سیاره در یک منظومه سیاره ای با ستاره ای آرام در فاصله 50 سال نوری از زمین قرار دارد.

اولین سیاره ای که به دور تپ اختر PRS B1257+12 می چرخد ​​در سال 1994 با استفاده از تلسکوپ رادیویی از فاصله 800 سال نوری از زمین کشف شد. تپ اختر یک ستاره ساده نیست، بلکه یک بارق به سرعت در حال چرخش است که پس از یک انفجار ابرنواختری شکل گرفته است. فرض بر این است که منشا حیات در چنین سیاراتی بسیار کوچک است زیرا سیارات فراخورشیدی در منطقه انرژی های بسیار بالایی که توسط تپ اختر ساطع می شود، قرار دارند.

جرم این نوع سیارات تا 10 جرم زمین است. اولین سیاره ای که از این دست کشف شد یک جفت سیاره نزدیک ستاره PSR B1257+12 بود.

اعتقاد بر این است که سیاره ابر زمین بسیار زمین ساختی است. ستاره شناسان دانشگاه هاروارد-اسمیتسونیان در حال توسعه نظریه ای هستند مبنی بر اینکه چنین سیاراتی دارای صفحات تکتونیکی نازکی هستند.

سیارات عجیب و غریب

منظومه شمسی کاملاً متعادل است. سیارات موجود در آن در مدارهای صاف می چرخند. سیارات عجیب و غریب کشف شده در یک دایره صاف به دور ستاره نمی چرخند. مدار آنها یا به ستاره نزدیک می شود یا دور می شود.

جرم چنین سیاراتی بین 10 تا 20 برابر جرم زمین است، یعنی مانند نپتون یا اورانوس. بر خلاف «نپتون سرد»، نپتون داغ به ستاره نزدیک‌تر است.

چنین سیاراتی می توانند دو نوع باشند. سیاره ای با آب مایع که به طور کامل یا تقریباً کامل پوشیده شده است.

گزینه دوم می تواند یک سیاره اقیانوسی مانند "نپتون داغ" باشد اما در نزدیکی ستاره قرار دارد. این آرایش از یخ زدن آب جلوگیری می کند. ضخامت لایه آب می تواند به چند هزار کیلومتر برسد.

چنین سیاراتی بسیار نزدیک به ستاره های خود قرار دارند، آنها با سنگ داغ و گدازه پوشیده شده اند. جهنم واقعی در سطوح آنها اتفاق می افتد. برای مثال، سیاره کشف شده Corot-7b 23 برابر از عطارد ما به ستاره نزدیکتر است.

اساساً سیارات توسط گرانش به ستاره ها گره می خورند، اما نظریه ای وجود دارد که تحت تأثیر فرآیندها یا برخوردهای خاص، یک سیاره می تواند از ستاره خود جدا شود و آزادانه شروع به شناور کند.

جستجوی سیارات قابل سکونت به گنجی واقعی برای ستاره شناسان تبدیل شده است. به لطف تجهیزات مدرن، دانشمندان تعدادی منظومه ستاره ای با سیارات مشابه کشف کرده اند. به عنوان مثال، ستاره 55 سرطان 5 تایید شده است سیارات فراخورشیدیو تنها 41 سال نوری با ما فاصله دارد.

از چه ابزارهایی برای شناسایی چنین سیاراتی استفاده می شود؟

در فضای.

کپلر- تلسکوپ فضایی، قطر آینه 0.95 متر وظیفه ردیابی همزمان 100 ستاره است.

COROT- یک تلسکوپ فضایی تخصصی با یک آینه 0.3 متری وظیفه نظارت بر بازتاب ستارگان با استفاده از روش داپلر است.

گایا- رصدخانه فضایی در سال 2013 برای ساختن یک نقشه سه بعدی از کهکشان راه شیری سفارش داده شد، انتظار می رود کار برای جستجوی سیارات قابل سکونت انجام شود.

برخی از منظومه های سیاره ای با سیارات فراخورشیدی

• 51 پگاسی اولین ستاره دنباله اصلی خورشید مانند است که یک سیاره فراخورشیدی کشف کرد.
• υ آندرومدا اولین ستاره دنباله اصلی است که در آن یک منظومه چند سیاره ای کشف شد.
• Tau Ceti نزدیکترین منظومه چند سیاره ای کشف شده است (پنج سیاره، کشف هنوز تایید نشده است).
• ε اریدانی - بدون احتساب خورشید، این سومین نور از نزدیکترین ستارگان با یک سیاره است که بدون تلسکوپ قابل مشاهده است.
• 55 سرطان - در حال حاضر دارای 5 سیاره شناخته شده است که یکی از آنها 55 سیاره Cancer e است، یک ابرزمین داغ در حال عبور به اندازه 2 سیاره زمین.
• μ محراب - یکی از کم جرم ترین سیارات شناخته شده، Mu Altar c را دارد که احتمالاً متعلق به سیارات زمینی است.
• γ Cephei اولین ستاره دوگانه نسبتا نزدیک است که یکی از اجزای آن سیاره Gamma Cephei A b کشف شده است.
• Gliese 876 اولین کوتوله قرمزی است که منظومه سیاره ای کشف کرد.
• HD 209458 - حاوی یکی از قابل توجه ترین سیارات - HD 209458 b ("Osiris") - "سیاره در حال تبخیر".
• OGLE-TR-56 اولین ستاره ای است که سیاره آن با روش ترانزیت کشف شد.
• OGLE-235/MOA-53 اولین سیاره فراخورشیدی است که به دلیل اثر میکرولنزینگ گرانشی کشف شد.
• 2M1207 احتمالاً اولین تصویر از یک منظومه سیاره ای فراخورشیدی است.
• PSR 1257+12 یک تپ اختر است که منظومه سیاره ای آن اولین بار در خارج از منظومه شمسی کشف شد. اعتقاد بر این است که جرم یکی از سیارات تنها 0.025 زمین است.
• HD 188753 اولین منظومه سه گانه ستاره ای است که در آن یک سیاره کشف شد (HD 188753 A b).
• HD 189733 - برای اولین بار در تاریخ مطالعات سیارات فراخورشیدی، نقشه ای از دمای سطح برای سیاره HD 189733 A b تهیه شد.
• Gliese 581 c، Gliese 581 d، HD 85512 b و Kepler-22 b از جمله سیارات کشف شده در حال حاضر هستند که کاملاً شبیه به زمین هستند.
• KOI-961 d کوچکترین جرم (قابل اعتماد) است که در حال حاضر شناخته شده است (اکتبر 2012)، (<0,9 массы Земли).
• WASP-17 b اولین سیاره ای است که به دور یک ستاره در جهت مخالف چرخش خود ستاره می چرخد.
• COROT-7 b اولین ابر زمین (فوریه 2009) است که با روش ترانزیت کشف شد و اندازه آن 1.58 اندازه زمین است.
• GJ 1214 b اولین سیاره اقیانوسی است (از لحاظ نظری).
• HD 10180 ستاره ای است که بیشترین تعداد سیارات کشف شده را دارد. تا آوریل 2012، 9 سیاره کشف شده بود.
• Gliese 581 g سیاره ای با احتمال زیاد وجود آب مایع است.
• Kepler-10 b اولین سیاره آهنی است (چگالی سیاره 8.8 گرم بر سانتی متر مکعب).
• کپلر-11 ستاره ای است که در صورت فلکی ماکیان در فاصله 613 پارسک از ما قرار دارد. حداقل 6 سیاره وجود دارد که به دور ستاره می چرخند.
• WASP-19 b سیاره ای است با دوره مداری به دور ستاره برابر با 0.7888399 روز زمین (18.932 ساعت).
• WASP-33 b داغترین سیاره فراخورشیدی شناخته شده در سال 2011 است. دما - 3200 درجه سانتیگراد.
• WASP-43 b و GJ 1214 b تنگ ترین مدارها را دارند. WASP-43 b در میان مشتری های داغ، GJ 1214 b در میان ابرزمین ها قرار دارد. WASP-43 b دارای یک محور نیمه اصلی 0.014 a است. ه. (2 میلیون کیلومتر یا 5 شعاع ستاره ای). ستاره مادر WASP-43 کم جرم ترین ستاره ای است که غول های داغ در اطراف آن کشف شده اند. GJ 1214 b دارای یک محور نیمه اصلی 0.014 ± 0.0019 a است. e. (گریز از مرکز مداری کمتر از 0.27 - مدار بیضوی ضعیف)
• KIC 10905746 b و KIC 6185331 b - سیارات فراخورشیدی برای اولین بار توسط "آماتورها" در میان مجموعه داده های جمع آوری شده توسط "حرفه ای ها" (پروژه شکارچیان سیاره) کشف شدند.
• Kepler-20 e و Kepler-20 f اولین سیاره های فراخورشیدی کشف شده به اندازه زمین یا کوچکتر هستند، Kepler-20 e تنها 0.87 اندازه دارد و Kepler-20 f 1.03 شعاع زمین. توسط تلسکوپ کپلر کشف شد
• KOI-961 b، KOI-961 c و KOI-961 d یک سیاره فراخورشیدی در نزدیکی کوتوله قرمز KOI-961، با شعاع 0.78، 0.73 و 0.57 شعاع زمین هستند. شعاع KOI-961 d کمی بزرگتر از شعاع مریخ است (0.53 شعاع زمین).
• HD 37605 c اولین مشتری جالبی است که در سال 2012 کشف شد.
• 47 دب اکبر منظومه ای است متشکل از 3 مشتری سرد - 47 دب اکبر b، 47 دب اکبر c و 47 دب اکبر d.
• GD 66 b احتمالاً اولین سیاره هلیوم است.

برای مدت طولانی، مشکل تشخیص سیارات در نزدیکی سایر ستارگان حل نشدنی بود، زیرا سیارات در مقایسه با ستارگان بسیار کوچک و کم نور هستند و خود ستاره ها از خورشید دور هستند (نزدیک ترین آنها در فاصله 4.36 سال نوری است). . اولین سیاره فراخورشیدی در اواخر دهه 1980 کشف شد.

یک نوع فرضی از سیاره فراخورشیدی - یک سیاره اقیانوسی با دو ماهواره که توسط یک هنرمند تصور شده است.

اکنون چنین سیاراتی به لطف روش‌های علمی پیشرفته، اغلب در حد توانایی‌هایشان، شروع به کشف کرده‌اند. از 20 ژانویه 2016، وجود 2049 سیاره فراخورشیدی در 1297 منظومه سیاره ای به طور قابل اعتماد تأیید شده است که 507 سیاره بیش از یک سیاره دارند. لازم به ذکر است که تعداد نامزدهای قابل اعتماد سیارات فراخورشیدی بسیار بیشتر است. بنابراین، طبق پروژه کپلر، تا ژانویه 2015، 4175 کاندیدای قابل اعتماد دیگر وجود داشت، اما برای اینکه آنها وضعیت سیارات تایید شده را دریافت کنند، باید با استفاده از تلسکوپ های زمینی مجدداً ثبت شوند.

تعداد کل سیارات فراخورشیدی در کهکشان راه شیری در حال حاضر حداقل 100 میلیارد تخمین زده می شود که 5 تا 20 میلیارد از آنها احتمالاً "زمین مانند" هستند. همچنین، بر اساس برآوردهای فعلی، حدود 34 درصد از ستارگان خورشید مانند سیاره هایی در مناطق قابل سکونت خود دارند که قابل مقایسه با .

سیاره فراخورشیدی Gliese 581d که توسط یک هنرمند تصور شده است

اکثریت قریب به اتفاق سیارات فراخورشیدی کشف شده با استفاده از تکنیک های مختلف تشخیص غیر مستقیم به جای مشاهده بصری کشف می شوند. بیشتر سیارات فراخورشیدی شناخته شده غول های گازی هستند و بیشتر شبیه زمین هستند تا زمین. بدیهی است که این با محدودیت های روش های تشخیص توضیح داده می شود (سیارات پرجرم با دوره کوتاه تشخیص آسان تر هستند).

تاریخچه اکتشافات

تعداد سیارات فراخورشیدی کشف شده با روش های مختلف: مشاهده رادیویی تپ اخترها روش سرعت شعاعی روش عبور روش همگام سازی مشاهده بصری عدسی گرانشی روش نجومی

از نظر تاریخی، اولین بیانیه در مورد امکان وجود یک منظومه سیاره ای در اطراف ستاره دیگر، پیامی از کاپیتان دبلیو اس جیکوب، ستاره شناس رصدخانه مدرس شرکت هند شرقی بود که در سال 1855 ارائه شد. این "احتمال زیاد" وجود یک "جسم سیاره ای" در سیستم دوتایی 70 Ophiuchi را گزارش کرد. بعدها، در دهه 1890، ستاره شناس توماس جی جی سی از دانشگاه شیکاگو و رصدخانه نیروی دریایی ایالات متحده وجود یک جسم غیر درخشان (ماهواره نامرئی) را در منظومه 70 اوفیوشی با دوره مداری 36 سال تأیید کرد، اما محاسبات F. R. Moulton. تاییدیه های انجام شده توسط شی را رد می کند و بی ثباتی چنین سیستمی را ثابت می کند. بنابراین، در حال حاضر (2014) وجود یک منظومه سیاره ای در اطراف ستاره 70 Ophiuchi توسط علم به رسمیت شناخته نشده است.

انیمیشن گاهشماری کشف سیارات فراخورشیدی. رنگ نقطه نشان دهنده روش باز شدن است. محور افقی به اندازه محور نیمه اصلی است. محور عمودی جرم است. برای مقایسه، سیارات منظومه شمسی با رنگ سفید نشان داده شده اند.

اولین تلاش ها برای یافتن سیارات فرازمینی با مشاهدات موقعیت ستارگان مجاور همراه بود. در سال 1916، ادوارد بارنارد یک ستاره قرمز را کشف کرد که نسبت به ستاره های دیگر به سرعت در آسمان حرکت می کرد. ستاره شناسان نام آن را ستاره پرنده بارنارد گذاشتند. این یکی از نزدیکترین ستارگان به ماست که جرمش هفت برابر خورشید است. بر این اساس، تأثیر سیارات احتمالی روی آن باید محسوس می بود. در اوایل دهه 1960، پیتر ون د کمپ اعلام کرد که ماهواره ای به جرم مشتری کشف کرده است. با این حال، جی. گیتوود در سال 1973 تعیین کرد که ستاره بارنارد بدون نوسان حرکت می کند و بنابراین سیارات پرجرم ندارد.

در اواخر دهه 1980، گروه های زیادی از ستاره شناسان شروع به اندازه گیری سیستماتیک سرعت ستارگان نزدیک به خورشید کردند و با استفاده از طیف سنج های با دقت بالا، جستجوی ویژه ای برای سیارات فراخورشیدی انجام دادند.

برای اولین بار، یک سیاره فراخورشیدی (تدمر) توسط کانادایی‌های B. Campbell، G. Walker و S. Young در سال 1988 در نزدیکی زیرغول نارنجی پیدا شد. گاما قیفی A(الرای)، اما وجود آن تنها در سال 2002 تأیید شد.

در سال 1989، یک سیاره (یا) بسیار پرجرم توسط D. Latham در نزدیکی ستاره HD 114762 A پیدا شد. با این حال، وضعیت سیاره ای آن تنها در سال 1999 تأیید شد.

اولین سیارات فراخورشیدی - دراگر و پولترگیست - در نزدیکی لیچ (PSR 1257+12) کشف شدند، آنها توسط ستاره شناس الکساندر ولشچان در سال 1991 کشف شدند. این سیارات پس از انفجار به عنوان ثانویه شناخته شدند.

در سال 1995، اخترشناسان میشل مایور و دیدیه کولوز، با استفاده از یک طیف سنج فوق دقیق، لرزش ستاره هلوتیوس (51 پگاسی) را با دوره 4.23 روزه کشف کردند. سیاره در حال نوسان دیمیدیوس شبیه مشتری است، اما در نزدیکی ستاره قرار دارد. در میان ستاره شناسان، سیاراتی از این نوع را «مشتری داغ» می نامند.

متعاقباً با اندازه گیری سرعت شعاعی ستارگان و جستجوی تغییرات داپلر تناوبی آنها (روش داپلر)، چند صد سیاره فراخورشیدی کشف شد.

در آگوست 2004، اولین سیاره، کیشوت داغ، در منظومه ستاره ای سروانتس (م محراب) کشف شد. این ستاره در 9.55 روز و در فاصله 0.09 AU می چرخد. یعنی دمای سطح ~ 900 کلوین (+626 درجه سانتیگراد)، جرم ~ 14 جرم زمین.

اولین ابر زمین که به دور یک ستاره معمولی (نه تپ اختر) می چرخد ​​در سال 2005 در نزدیکی ستاره گلیس 876 کشف شد. جرم آن 7.5 جرم زمین است.

در سال 2004، اولین تصویر مادون قرمز از سیاره فراخورشیدی نامزد کوتوله قهوه ای 2M1207 گرفته شد.

در 13 نوامبر 2008، برای اولین بار، امکان به دست آوردن تصویری از یک منظومه سیاره ای به طور همزمان وجود داشت - یک عکس فوری از سه سیاره که به دور ستاره HR 8799 در صورت فلکی پگاسوس می چرخند. این اولین منظومه سیاره ای است که در اطراف یک ستاره سفید داغ از نوع طیفی اولیه (A5) کشف شده است. تمام منظومه های سیاره ای که قبلاً کشف شده بودند (به استثنای سیارات اطراف تپ اخترها) در اطراف ستارگان کلاس های بعدی (F-M) کشف شدند.

در 13 نوامبر 2008، سیاره داگون نیز برای اولین بار در اطراف ستاره Fomalhaut از طریق مشاهدات مستقیم کشف شد.

در سال 2011، دیوید بنت از دانشگاه نوتردام (ایندیانا، ایالات متحده آمریکا) بر اساس مشاهدات 2006-2007 در تلسکوپ 1.8 متری در رصدخانه دانشگاه مونت جان در سال 2011، کشف 10 سیاره فراخورشیدی منفرد مشتری مانند را با استفاده از روش میکرولنزینگ اعلام کرد. نیوزلند. درست است، دو تا از آنها ممکن است ماهواره‌های مدار بالای ستاره‌های نزدیک به آنها باشند.

در سپتامبر 2011، کشف دو سیاره فراخورشیدی KIC 10905746 b و KIC 6185331 b توسط ستاره شناسان آماتور به عنوان بخشی از پروژه شکارچیان سیاره که برای تجزیه و تحلیل داده های جمع آوری شده توسط تلسکوپ کپلر طراحی شده است، اعلام شد. در همان زمان، 10 نامزد سیاره ذکر شد، اما در آن زمان تنها دو مورد از آنها توسط دانشمندان به عنوان سیارات فراخورشیدی با درجه اطمینان کافی شناسایی شدند. این سیارات توسط شرکت‌کنندگان داوطلب پروژه در میان داده‌هایی که اخترشناسان حرفه‌ای به دلایلی غربال کرده بودند، پیدا شدند و اگر کمک داوطلبان نبود، احتمالاً این سیارات کشف نشده باقی می‌ماندند.

در 5 دسامبر 2011، تلسکوپ کپلر اولین ابر زمین را در منطقه قابل سکونت کشف کرد، Kepler-22 b.

در 20 دسامبر 2011، تلسکوپ کپلر اولین سیاره فراخورشیدی به اندازه زمین و کوچکتر را در نزدیکی ستاره Kepler-20 - Kepler-20 e (با شعاع 0.87 جرم زمین و جرم 0.39 تا 1.67 جرم زمین) و کپلر کشف کرد. -20 f (0.045 جرم مشتری و 1.03 شعاع زمین).

در 22 فوریه 2012، دانشمندان مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین، در فاصله 40 سال نوری از زمین، اولین ابر زمین، احتمالاً یک سیاره اقیانوسی - GJ 1214 b را کشف کردند. داده‌های اخیر از گذرگاه‌های ترانزیت نشان می‌دهد که GJ 1214 b دارای اتمسفر هیدروژن-هلیوم گسترده، سطوح پایین متان و لایه‌ای از ابر در سطح فشار 0.5 بار است که با ویژگی‌های جوی با تسلط پایدار مطابقت ندارد. بخار آب. دوره مداری سیاره به دور ستاره 38 ساعت است، فاصله آن حدود 2 میلیون کیلومتر است. دمای سطح این سیاره تقریباً 230 درجه سانتیگراد است. در سال 2015، یک سیاره فراخورشیدی مشابه مشتری جوان کشف شد.

ابزارها و پروژه های تحقیقاتی سیاره فراخورشیدی

ماهواره های نجومی

منحنی نور ستاره کپلر-6، تغییر ناشی از عبور سیاره فراخورشیدی Kepler-6 b از صفحه ستاره. با توجه به تلسکوپ کپلر.

• COROT (ESA) یک تلسکوپ فضایی تخصصی 30 سانتی متری است که منحنی نور بسیاری از ستارگان را هنگام عبور سیارات از مقابل آنها ثبت می کند. در 27 دسامبر 2006 راه اندازی شد. قرار بود از آن برای شناسایی ده ها سیاره زمینی استفاده شود. تا مارس 2010، COROT هفت سیاره فراخورشیدی و یک کوتوله قهوه ای را کشف کرد.
• کپلر (ناسا) تلسکوپ فضایی منظومه اشمیت با قطر آینه 0.95 متر است که قادر به ردیابی همزمان 100 هزار ستاره است. 7 مارس 2009 راه اندازی شد. قرار بود حدود 50 سیاره هم اندازه زمین و حدود 600 سیاره 2.2 برابر بزرگتر از زمین کشف شود. کپلر در مداری با شعاع یک واحد نجومی به دور خورشید می چرخد. طول عمر تخمین زده شده 3.5 سال تعیین شد. بعداً اعلام شد که این مأموریت تا سال 2016 تمدید خواهد شد، اما تلسکوپ در می 2013 شکست خورد. در این زمان، کپلر با اطمینان 132 سیاره فراخورشیدی را کشف کرده بود. فهرست نامزدهای قابل اعتماد سیاره فراخورشیدی شامل 2740 جرم بود.
• گایا یک رصدخانه فضایی است. علاوه بر هدف اصلی (ساخت نقشه سه بعدی از کهکشان)، احتمالاً کشف حدود 10 هزار سیاره فراخورشیدی نیز ضروری خواهد بود. در 19 دسامبر 2013 به مدار زمین پرتاب شد.

رصدخانه های زمینی

انجام نظارت با روش ترانزیت

• SuperWASP موفق ترین بررسی زمینی است. بیش از 70 سیاره فراخورشیدی با روش ترانزیت در سال 2012 یافت شد. شامل 2 رصدخانه: SuperWASP-North در رصدخانه Roque de los Muchachos در جزیره Palma (جزایر قناری) و SuperWASP-South، واقع در رصدخانه نجومی آفریقای جنوبی. هر کدام از 8 تلسکوپ خودکار زاویه باز با دیافراگم 111 میلی متر تشکیل شده است.
• پروژه HATNet شبکه ای متشکل از 6 تلسکوپ خودکار با میدان دید وسیع است که 4 تای آن در رصدخانه قرار دارند. فرد لارنس در آریزونا، 2 - در قلمرو رصدخانه اخترفیزیک اسمیتسونیان در هاوایی. 33 سیاره فراخورشیدی (در ابتدای سال 2012) کشف شده است.

انجام مشاهدات با استفاده از روش سرعت شعاعی (داپلر)

• هارپس یک طیف‌نگار با دقت بالا است که در سال 2002 روی تلسکوپ 3.6 متری رصدخانه لا سیلا در شیلی نصب شد. مشاهده با استفاده از روش سرعت شعاعی انجام می شود. بخشی از ESO
• رصدخانه کک رصدخانه ای از 2 بزرگترین تلسکوپ بازتابی جهان است. قطر آینه های اولیه (در مجموع سه آینه در هر یک از تلسکوپ ها وجود دارد) 10 متر است.

پروژه های در دست توسعه:

• PEGASE - در ابتدا برای 2010-2012 برنامه ریزی شده بود.
• TESS - تایید شده است. راه اندازی در سال 2017.
• ECHO - مطالعه نظری پروژه در حال انجام است. در صورت تایید ESA، پرتاب تقریبا در سال 2022 خواهد بود.
• تلسکوپ فضایی با دیافراگم بزرگ با فناوری پیشرفته (ATLAST) - پرتاب پس از سال 2025.

علاوه بر ماموریت های فضایی، برنامه هایی برای توسعه ابزارهای زمینی در آینده نیز وجود دارد. به عنوان مثال، تلسکوپ بسیار بزرگ اروپایی که در حال حاضر در دست ساخت است، دارای تجهیزاتی خواهد بود که قادر به مطالعه جو سیارات فراخورشیدی هستند.

روش های جستجو برای سیارات فراخورشیدی

نامگذاری

دیدگاه یک هنرمند از سیاره HD 189733 A b

سیاره‌های فراخورشیدی کشف‌شده در حال حاضر نام‌هایی شامل نام ستاره‌ای که سیاره به دور آن می‌چرخد، و یک حرف کوچک اضافی از الفبای لاتین، که با حرف «b» شروع می‌شود، داده می‌شود (مثلاً: 51 پگاسی b). به سیاره بعدی حرف "c"، سپس "d" و غیره بر اساس حروف الفبا اختصاص داده می شود. در این مورد، حرف "a" در نام استفاده نمی شود، زیرا چنین نامی به معنای خود ستاره است. علاوه بر این باید به این نکته توجه کنید که نام سیارات به ترتیب کشف آنها بر اساس فاصله آنها از ستاره انقلاب نیست. یعنی، سیاره "c" ممکن است از سیاره "b" به ستاره نزدیکتر باشد؛ این سیاره به سادگی بعداً کشف شد (مثلاً در سیستم Gliese 876).

به نام سیارات فراخورشیدی وجود داشت استثنا. واقعیت این است که قبل از کشف منظومه 51 پگاسی در سال 1995، سیارات فراخورشیدی متفاوت نامیده می شدند. اولین سیارات فراخورشیدی کشف شده در اطراف تپ اختر PSR 1257+12 با حروف بزرگ PSR 1257+12 نامگذاری شدند. بو PSR 1257+12 سی. علاوه بر این، پس از کشف یک سیاره جدید نزدیکتر به ستاره، آن را PSR 1257+12 نامیدند. آ، اما نه D. این سیارات متعاقباً برای جلوگیری از سردرگمی مطابق با سیستم نام‌گذاری سیارات فراخورشیدی نامگذاری شدند.

برخی از سیارات فراخورشیدی موارد غیر رسمی دیگری نیز دارند. نام مستعار(به عنوان مثال، 51 Pegasus b به طور غیر رسمی "Bellerophon" نامیده می شود). با این حال، در جامعه علمی، اختصاص نام های شخصی رسمی به سیارات در حال حاضر غیرعملی تلقی می شود و بنابراین، به طور گسترده انجام نمی شود.

خواص سیارات فراخورشیدی

اندازه تخمینی سیارات ابر زمین، بسته به جرم و ترکیب شیمیایی آنها. نمونه هایی از این سیارات: یک سیاره اقیانوسی که عمدتاً از آب تشکیل شده است. سیاره آهن، سیاره کربن.

سیارات تقریباً در 10٪ از ستارگان موجود در برنامه های جستجو یافت می شوند. با انباشته شدن داده ها و بهبود تکنیک های مشاهده، سهم آنها در حال افزایش است.

مقایسه منظومه شمسی با منظومه 55 کانکری

در ابتدا، بیشتر سیارات فراخورشیدی کشف شده سیارات غول پیکر بودند (چون تشخیص انواع دیگر سیارات دشوارتر است). با این حال، تا به امروز (2012) بسیاری از سیارات با جرم هایی به ترتیب جرم نپتون و کمتر از آن کشف شده اند. از 2326 کاندید کشف شده توسط تلسکوپ کپلر، 207 نفر تقریباً به اندازه زمین هستند، 680 نفر ابر زمین ها، 1181 - نپتون، 203 - اندازه قابل مقایسه با مشتری، و 55 - بزرگتر از مشتری.

وابستگی تعداد سیارات غول پیکر به محتوای عناصر سنگین (فلزات) در ستارگان وجود دارد. منظومه هایی با سیارات غول پیکر نیز عمدتاً در ستارگان نوع خورشیدی (طبقات K5-F5) یافت می شوند، در حالی که در کوتوله های قرمز سهم آنها بسیار کمتر است (تاکنون تنها سه منظومه از این قبیل در 200 کوتوله قرمز مشاهده شده کشف شده است). اکتشافات اخیر توسط میکرولنزینگ گرانشی نشان می دهد که به جای غول های گازی، سیستم هایی با سیارات با جرم متوسط ​​مانند نپتون و نپتون وجود دارند. این در درجه اول برای ستاره های کم جرم و ستاره هایی با محتوای فلز کم صدق می کند.

برای تعدادی از سیارات، تخمینی از قطر آنها به دست آمده است، که امکان تعیین چگالی آنها و همچنین پیش فرض هایی در مورد وجود هسته های عظیم متشکل از عناصر سنگین را فراهم می کند. ستاره شناسان اروپایی به رهبری تریستان گیوت از رصدخانه کوت دازور (فرانسه) دریافته اند که هنگام مقایسه چگالی سیارات با محتوای فلزی ستاره هایشان، همبستگی خاصی وجود دارد. سیاراتی که در اطراف ستارگانی شکل گرفته اند که به اندازه خورشید ما غنی از فلز هستند، هسته های کوچکی دارند، در حالی که سیاراتی که ستاره های آنها دو تا سه برابر بیشتر فلز دارند، هسته های بسیار بزرگتری دارند.

برای سیارات فراخورشیدی که در مدارهایی با گریز از مرکز بالا حرکت می کنند، که محتوای درونی آنها شامل چندین لایه ماده است، مانند لایه های پوسته، گوشته و مواد هسته، نیروهای جزر و مدی می توانند انرژی گرمایی را آزاد کنند که می تواند به ایجاد و حفظ شرایط مطلوب برای زندگی در زمین کمک کند. جسم کیهانی، و مدار آنها، در طول زمان، می تواند به یک مدار نزدیک به دایره تبدیل شود.

نزدیکترین سیاره فراخورشیدی از نظر شرایط به زمین که در سال 2009 شناخته شد، Gliese 581 c است که دمای آن طبق برآوردهای اولیه در محدوده 0-40 درجه سانتیگراد است. همچنین از نظر تئوری این امکان وجود دارد که ذخایر آب مایع در این سیاره وجود داشته باشد (که دلالت بر امکان حیات دارد).

برخی از منظومه های سیاره ای

Upsilon Andromedae d یک غول گازی کلاس دو است که حاوی ابرهای آبی است. یکی از سؤالات باز در سیاره شناسی فراخورشیدی وجود غول های گازی با قمرهای عظیم است که قادر به حفظ جو نسبتاً متراکم هستند. تاکنون هیچ رصدی از حضور قمرها انجام نشده است. در نمایش این هنرمند، یک قمر حاوی یک اقیانوس مایع به دور Upsilon Andromeda d می چرخد.

• 51 پگاسی اولین ستاره دنباله اصلی خورشید مانند است که یک سیاره فراخورشیدی کشف کرد.
• υ آندرومدا اولین ستاره دنباله اصلی است که در آن یک منظومه چند سیاره ای کشف شد.
• Tau Ceti نزدیکترین منظومه چند سیاره ای کشف شده است (پنج سیاره، کشف هنوز تایید نشده است).
• ε اریدانی - بدون احتساب خورشید، این سومین نور از نزدیکترین ستارگان با یک سیاره است که بدون تلسکوپ قابل مشاهده است.

نمای هنرمند از سیاره HD 69830 d، با کمربند سیارکی ستاره HD 69830 در پس زمینه

• 55 سرطان - در حال حاضر دارای 5 سیاره شناخته شده است که یکی از آنها 55 سیاره Cancer e است، یک ابرزمین داغ در حال عبور به اندازه 2 سیاره زمین.
• μ محراب - یکی از کم جرم ترین سیارات فراخورشیدی شناخته شده، Mu Altar c را دارد که احتمالاً متعلق به سیارات زمینی است.
• γ Cephei اولین ستاره دوگانه نسبتا نزدیک است که در یکی از اجزای آن سیاره Gamma Cephei A b کشف شد.
• Gliese 876 اولین کوتوله قرمزی است که منظومه سیاره ای کشف کرد.
• HD 209458 - حاوی یکی از قابل توجه ترین سیارات فراخورشیدی - HD 209458 b ("Osiris") - "سیاره در حال تبخیر" است.

نمای یک هنرمند از غروب سه نور در ماهواره فرضی سیاره HD 188753 A b

• OGLE-TR-56 اولین ستاره ای است که سیاره آن با روش ترانزیت کشف شد.
• OGLE-235/MOA-53 اولین سیاره فراخورشیدی است که به دلیل اثر میکرولنزینگ گرانشی کشف شد.
• 2M1207 احتمالاً اولین تصویر از یک منظومه سیاره ای فراخورشیدی است.
• PSR 1257+12 یک تپ اختر است که منظومه سیاره ای آن برای اولین بار در خارج از منظومه شمسی کشف شد. اعتقاد بر این است که جرم یکی از سیارات تنها 0.025 زمین است.
• HD 188753 اولین منظومه سه گانه ستاره ای است که در آن یک سیاره فراخورشیدی کشف شد (HD 188753 A b).
• HD 189733 - برای اولین بار در تاریخ مطالعات سیارات فراخورشیدی، نقشه ای از دمای سطح برای سیاره HD 189733 A b تهیه شد.
• Gliese 581 c، Gliese 581 d، HD 85512 b و Kepler-22 b - در میان سیارات فراخورشیدی شناخته شده در حال حاضر، آنها کاملاً شبیه زمین هستند.

نمای یک هنرمند از سیاره OGLE-2005-BLG-390L b (دمای سطح -220 درجه سانتیگراد)، که به دور ستاره ای در فاصله 20000 سال نوری از زمین می چرخد. سیاره با استفاده از میکرولنز گرانشی کشف شد

• KOI-961 d کوچکترین (قابل اعتماد) سیاره فراخورشیدی شناخته شده در حال حاضر (اکتبر 2012) است.<0,9 массы Земли).
• WASP-17 b اولین سیاره ای است که به دور یک ستاره در جهتی مخالف چرخش خود ستاره می چرخد.
• COROT-7 b اولین ابر زمین (فوریه 2009) است که با روش ترانزیت کشف شد و اندازه آن 1.58 اندازه زمین است.
• GJ 1214 b اولین سیاره اقیانوسی است (از لحاظ نظری).
• HD 10180 ستاره ای است که بیشترین تعداد سیارات کشف شده را دارد. تا آوریل 2012، 9 سیاره کشف شده بود.
• Gliese 581 g سیاره ای با احتمال زیاد وجود آب مایع است.
• Kepler-10 b اولین سیاره آهنی است (چگالی سیاره 8.8 گرم بر سانتی متر مکعب).
• کپلر-11 ستاره ای است که در صورت فلکی ماکیان در فاصله 613 پارسک از ما قرار دارد. حداقل 6 سیاره وجود دارد که به دور ستاره می چرخند.
• WASP-19 b یک سیاره فراخورشیدی با دوره مداری به دور ستاره برابر با 0.7888399 روز زمینی (18.932 ساعت) است.
• WASP-33 b داغترین سیاره فراخورشیدی شناخته شده در سال 2011 است. دما - 3200 درجه سانتیگراد.
• WASP-43 b و GJ 1214 b تنگ ترین مدارها را دارند. WASP-43 b در میان مشتری های داغ، GJ 1214 b در میان ابرزمین ها قرار دارد. WASP-43 b دارای یک محور نیمه اصلی 0.014 a است. ه. (2 میلیون کیلومتر یا 5 شعاع ستاره ای). ستاره مادر WASP-43 کم جرم ترین ستاره ای است که غول های داغ در اطراف آن کشف شده اند. GJ 1214 b دارای یک محور نیمه اصلی 0.014 ± 0.0019 a است. e. (گریز از مرکز مداری کمتر از 0.27 - مدار بیضوی ضعیف)

منظومه سیاره ای ε Eridani که توسط یک هنرمند تصور شده است

• KIC 10905746 b و KIC 6185331 b - برای اولین بار، سیارات فراخورشیدی توسط "آماتورها" در میان مجموعه داده های جمع آوری شده توسط "حرفه ای ها" کشف شدند (پروژه شکارچیان سیاره)
• Kepler-20 e و Kepler-20 f اولین سیاره های فراخورشیدی هستند که به اندازه زمین یا کوچکتر هستند، با اندازه گیری Kepler-20 e تنها 0.87 و Kepler-20 f 1.03 شعاع زمین. توسط تلسکوپ کپلر کشف شد
• KOI-961 b، KOI-961 c و KOI-961 d سیاره های فراخورشیدی در نزدیکی کوتوله قرمز KOI-961 با شعاع 0.78، 0.73 و 0.57 شعاع زمین هستند. شعاع KOI-961 d کمی بزرگتر از آن است (0.53 شعاع زمین).
• HD 37605 c اولین مشتری جالبی است که در سال 2012 کشف شد.
• 47 دب اکبر - منظومه ای متشکل از 3 مشتری سرد - 47 دب اکبر b، 47 دب اکبر c و 47 دب اکبر d.
• GD 66 b احتمالاً اولین سیاره هلیوم است.
• WASP-12 b یک سیاره فراخورشیدی است که در آن ستاره شناسان روسیه وجود احتمالی اولین ماه فراخورشیدی (WASP-12 b I) را اعلام کرده اند.
• HIP 11952 b و HIP 11952 c قدیمی‌ترین سیاره‌های فراخورشیدی هستند که در اطراف ستاره HIP 11952 کشف شده‌اند، با سن تخمینی 12.8 میلیارد سال. پیش از این، این مکان توسط سیاره PSR B1620-26 b با عمر 12.7 میلیارد سال اشغال شده بود. سن منظومه سیاره ای ستاره کاپتین 11.5 میلیارد سال و ستاره کپلر-444 11.2 میلیارد سال است.
• آلفا قنطورس B b نزدیکترین سیاره فراخورشیدی به زمین است (کشف هنوز تایید نشده است).
• JMASS J2126-8140 دورترین سیاره از ستاره مادرش است که در حال حاضر (ژانویه 2016) شناخته شده است - 1 تریلیون کیلومتر (6685 AU). تا سیاره WD 0806-661 b - 375 میلیارد کیلومتر (2500 AU)، تا سیاره GU Pisces b - 300 میلیارد کیلومتر (تقریباً 2000 AU)، تا سیاره HD 106906 b - 97 میلیارد کیلومتر (650 AU e.) . سیاره در حال شکل گیری نزدیک ستاره TW Hydra در فاصله 12 میلیارد کیلومتری (80 AU) و غول گازی نزدیک ستاره 59 Virgo در فاصله 6.5 میلیارد کیلومتری (43.5 AU) قرار دارد.

پیامدهای کشف سیارات فراخورشیدی

مقایسه سامانه کپلر-11 با مدارهای عطارد و زهره

کشف سیارات فراخورشیدی به اخترشناسان اجازه داد تا نتیجه گیری کنند: منظومه های سیاره ای پدیده ای رایج در فضا هستند. هنوز هیچ نظریه پذیرفته شده ای در مورد تشکیل سیاره وجود ندارد، اما اکنون که امکان جمع بندی آمار وجود دارد، وضعیت در این زمینه به سمت بهتر شدن تغییر می کند. اکثر منظومه های کشف شده بسیار متفاوت از سیستم خورشیدی هستند - به احتمال زیاد این با انتخاب روش های مورد استفاده توضیح داده می شود (سیارات پرجرم کوتاه مدت آسان ترین تشخیص هستند). در بیشتر موارد، سیارات مشابه زمین و اندازه کوچکتر، در حال حاضر (اوت 2012)، تنها با روش گذر قابل شناسایی هستند.

"بستن" سیارات فراخورشیدی

مطالعه دقیق طیف ستاره WASP-9 با استفاده از طیف سنج با دقت بالا HARPS ردپای طیف ستاره ای دوم را در آن نشان داد. بنابراین، سیاره WASP-9 b وجود ندارد.



به حرفش گوش کنیم...

با سلام، خواندن سیارات فراخورشیدی به زبانی قابل دسترس، روش های تشخیص آنها و دستگاه های تلسکوپ برای جستجوی سیارات فراخورشیدی جالب است. متشکرم.

خیلی جالب بود، شخصاً هیچ چیز در مورد این مفهوم نمی دانستم. بیا با هم بفهمیم...

ابتدا بیایید بفهمیم این سیارات چه نوع سیاراتی هستند. سیاره فراخورشیدی سیاره ای است که در خارج از منظومه شمسی قرار دارد (پیشوند یونانی "exo" به معنای "بیرون"، "خارج" است)، یک اصطلاح جایگزین سیاره اضافی خورشیدی است. سیارات در مقایسه با ستارگان بسیار کوچک و کم نور هستند و خود ستارگان نیز از خورشید دور هستند (نزدیکترین آنها 4.22 سال نوری با ما فاصله دارد). بنابراین، برای مدت طولانی مشکل کشف سیارات در نزدیکی ستارگان دیگر غیر قابل حل بود.

چنین سیاراتی برای اولین بار به طور غیرمستقیم در دهه 1990 توسط "تکان" ضعیف ستارگانی که به دور آنها می چرخند کشف شدند. تا اواسط سال 2001، منظومه های سیاره ای در اطراف 58 ستاره نزدیک به خورشید و دو تپ اختر رادیویی و در برخی موارد منظومه های چندین سیاره کشف شده بودند، اما تاکنون هیچ یک از آنها به طور مستقیم مشاهده و مطالعه نشده است. اندازه گیری دقیق حرکات یک ستاره، تخمین جرم بزرگترین اعضای منظومه سیاره ای و پارامترهای مدار آنها را ممکن می سازد. ممکن است برخی از سیارات فراخورشیدی مانند منظومه شمسی بخشی از منظومه های دور ستاره ای نباشند، اما به تنهایی در فضای بین ستاره ای حرکت کنند.

اولین گزارش قابل اعتماد از رصد یک سیاره واقع در نزدیکی ستاره دیگری در پایان سال 1995 منتشر شد. تنها ده سال بعد، این دستاورد "جایزه نوبل شرق" - جایزه سر ران ران شاو - اعطا شد. غول رسانه ای هنگ کنگ برای سومین سال به دانشمندانی که به دستاوردهای ویژه ای در نجوم، ریاضیات و علوم زیستی از جمله پزشکی دست یافته اند، یک میلیون دلار کمک می کند. برندگان سال 2005 در رشته نجوم، میشل مایور از دانشگاه ژنو (سوئیس) و جفری مارسی از دانشگاه کالیفرنیا در برکلی (ایالات متحده آمریکا) بودند که این جایزه را در مراسمی در هنگ کنگ از دستان بنیانگذار آن، 98 ساله دریافت کردند. -آقای شاو پیر در مدت زمان پس از کشف اولین سیاره فراخورشیدی، تیم های تحقیقاتی به رهبری این دانشمندان ده ها سیاره جدید دوردست را کشف کرده اند که ستاره شناسان آمریکایی به رهبری مارسی 70 مورد از 100 کشف اول را تشکیل می دهند. به این ترتیب از گروه مایور سوئیسی که در سال 1995 با گزارش اولین سیاره فراخورشیدی دو ماه از آمریکایی ها جلوتر بودند، نوعی انتقام گرفتند.

فناوری شناسایی

اولین کسی که سیارات را در نزدیکی ستارگان دیگر از طریق تلسکوپ دید، ریاضیدان و ستاره شناس هلندی کریستیان هویگنس در قرن هفدهم بود. با این حال، او نتوانست چیزی پیدا کند، زیرا این اجرام حتی با تلسکوپ های مدرن قدرتمند قابل مشاهده نیستند. آنها به طور باورنکردنی دور از ناظر قرار دارند، اندازه آنها در مقایسه با ستارگان کوچک است و نور منعکس شده ضعیف است. و در نهایت، آنها نزدیک به ستاره خانه خود قرار دارند. به همین دلیل است که وقتی از زمین مشاهده می شود، فقط نور درخشان آن قابل توجه است و نقاط کم نور سیارات فراخورشیدی به سادگی در درخشندگی آن "غرق می شوند". به همین دلیل، سیارات خارج از منظومه شمسی برای مدت طولانی ناشناخته ماندند.

در سال 1995، اخترشناسان میشل مایور و دیدیه کولوز از دانشگاه ژنو که مشاهداتی را در رصدخانه Haute-Provence در فرانسه انجام دادند، برای اولین بار یک سیاره فراخورشیدی را با اطمینان ثبت کردند. آنها با استفاده از یک طیف‌سنج بسیار دقیق، دریافتند که ستاره 51 در صورت فلکی پگاسوس با دوره زمانی کمی بیش از چهار روز زمینی «تغییر» می‌کند. (این سیاره که به دور ستاره می چرخد، آن را با تأثیر گرانشی خود به لرزه در می آورد، در نتیجه، به دلیل اثر داپلر، می توان تغییری در طیف ستاره مشاهده کرد.) این کشف به زودی توسط اخترشناسان آمریکایی جفری مارسی تأیید شد. و پل باتلر متعاقبا، 180 سیاره فراخورشیدی دیگر با استفاده از همان روش تجزیه و تحلیل تغییرات دوره ای در طیف ستاره ها کشف شد. چندین سیاره با استفاده از روش به اصطلاح فتومتریک - با تغییر دوره ای روشنایی یک ستاره در زمانی که سیاره بین ستاره و ناظر قرار دارد، پیدا شد. این روشی است که برای جستجوی سیارات فراخورشیدی در ماهواره فرانسوی COROT و همچنین در ایستگاه کپلر آمریکایی استفاده می شود.

ایستگاه کپلر

هنوز هیچ نظریه قابل اعتمادی وجود ندارد که توضیح دهد منظومه های سیاره ای ستاره ها چگونه تشکیل می شوند. در این مورد فقط فرضیه های علمی وجود دارد. رایج ترین آنها نشان می دهد که خورشید و سیارات از یک ابر گاز و غبار - یک سحابی کیهانی در حال چرخش - به وجود آمده اند. از کلمه لاتین سحابی ("سحابی")، این فرضیه "سحابی" نامیده شد. به اندازه کافی عجیب، بسیار قدیمی است - دو قرن و نیم. آغاز ایده های مدرن در مورد شکل گیری سیارات در سال 1755 بود، زمانی که کتاب "تاریخ طبیعی عمومی و نظریه آسمان ها" در Königsberg منتشر شد. این کتاب متعلق به قلم یک فارغ التحصیل ناشناخته 31 ساله از دانشگاه کونیگزبرگ، امانوئل کانت بود که در آن زمان معلم خانه فرزندان زمینداران بود و در دانشگاه تدریس می کرد. به احتمال بسیار زیاد کانت ایده منشأ سیارات را از یک ابر غباری از کتابی که در سال 1749 توسط نویسنده عرفانی سوئدی امانوئل سوئدنبورگ (1688-1772) منتشر شد، دریافت کرد، که فرضیه ای را مطرح کرد (به گفته او، به او گفته شده توسط فرشتگان) در مورد تشکیل ستارگان در نتیجه حرکت گردابی مواد سحابی کیهانی. در هر صورت، معلوم است که کتاب نسبتاً گران قیمت سوئدنبورگ، که در آن این فرضیه ارائه شده بود، تنها توسط سه شخص خصوصی خریداری شد که یکی از آنها کانت بود. کانت بعدها به عنوان بنیانگذار فلسفه کلاسیک آلمان مشهور شد.

اما کتاب درباره بهشت ​​کم شناخته شد، زیرا ناشر آن به زودی ورشکست شد و تقریباً کل تیراژ آن فروخته نشد. با این وجود، فرضیه کانت در مورد ظهور سیارات از یک ابر غبار - آشوب اصلی - بسیار سرسخت بود و در زمان های بعدی به عنوان پایه ای برای بسیاری از استدلال های نظری عمل کرد. در سال 1796، پیر سیمون لاپلاس، ریاضیدان و ستاره شناس فرانسوی، که ظاهراً با کار کانت آشنا نبود، فرضیه مشابهی در مورد تشکیل سیارات منظومه شمسی از یک ابر گازی مطرح کرد و توجیه ریاضی آن را ارائه کرد. از آن زمان، فرضیه کانت-لاپلاس به فرضیه اصلی کیهان شناسی تبدیل شده است و توضیح می دهد که خورشید و سیارات ما چگونه منشأ گرفته اند. ایده‌های مربوط به منشأ گاز و غبار خورشید و سیارات متعاقباً مطابق با اطلاعات جدید در مورد خواص و ساختار ماده اصلاح و تکمیل شد.

امروزه فرض بر این است که تشکیل خورشید و سیارات حدود 10 میلیارد سال پیش آغاز شده است. ابر اولیه شامل 3/4 هیدروژن و 1/4 هلیوم بود و نسبت تمام عناصر شیمیایی دیگر ناچیز بود. ابر در حال چرخش به تدریج تحت تأثیر گرانش فشرده شد. بخش عمده ای از ماده در مرکز آن متمرکز شده بود، که به تدریج چگال تر شد و به چنان حالتی رسید که یک واکنش گرما هسته ای با انتشار مقدار زیادی گرما و نور آغاز شد، یعنی یک ستاره شعله ور شد - خورشید ما. بقایای ابر گاز و غبار که به دور آن می چرخید، به تدریج شکل یک دیسک صاف را به خود گرفت. لخته‌هایی از ماده متراکم‌تر در آن ظاهر شد که طی میلیاردها سال به سیارات «آمیخته» شد. علاوه بر این، سیارات برای اولین بار در نزدیکی خورشید ظاهر شدند. اینها سازندهای نسبتاً کوچک با چگالی زیاد - کره های آهنی و سنگی - سیارات زمینی بودند. پس از این، سیارات غول پیکر که عمدتاً از گازها تشکیل شده بودند، در منطقه ای دورتر از خورشید شکل گرفتند. بنابراین، قرص غبار اولیه وجود نداشت و به یک منظومه سیاره ای تبدیل شد. چندین سال پیش، فرضیه ای توسط زمین شناس آکادمیک A.A. ماراکوشف، بر اساس آن فرض بر این است که سیارات زمینی در گذشته نیز توسط پوسته های گازی گسترده احاطه شده بودند و شبیه سیارات غول پیکر بودند. به تدریج این گازها به حومه منظومه شمسی منتقل شدند و در نزدیکی خورشید فقط هسته های جامد سیارات غول پیکر سابق که اکنون سیارات زمینی هستند باقی مانده است. این فرضیه منعکس کننده آخرین داده ها در مورد سیارات فراخورشیدی است که توپ های گازی هستند که بسیار نزدیک به ستاره هایشان قرار دارند. شاید در آینده تحت تأثیر گرما و جریان بادهای ستاره ای (ذرات پلاسمای پرسرعت ساطع شده از ستاره)، جوهای قدرتمندی را نیز از دست بدهند و به دوقلوهای زمین، زهره و مریخ تبدیل شوند.

سیارات فراخورشیدی بسیار غیرعادی هستند. برخی در امتداد مدارهای بسیار کشیده حرکت می کنند که منجر به تغییرات قابل توجه دما می شود، در حالی که برخی دیگر به دلیل موقعیت بسیار نزدیک به ستاره، دائماً تا +1200 درجه سانتیگراد گرم می شوند. سیارات فراخورشیدی وجود دارند که فقط در دو روز زمینی یک دور کامل به دور ستاره خود می‌کنند، آن‌ها به سرعت در مدار خود حرکت می‌کنند. بر روی برخی، دو یا حتی سه "خورشید" به طور همزمان می درخشند - این سیارات به دور ستارگانی می چرخند که بخشی از منظومه ای از دو یا سه ستاره هستند که نزدیک به یکدیگر قرار دارند. چنین ویژگی‌های متنوع سیارات فراخورشیدی در ابتدا اخترشناسان را بهت زده کرد. ما مجبور شدیم بسیاری از مدل‌های نظری تثبیت‌شده شکل‌گیری منظومه‌های سیاره‌ای را مورد بازنگری قرار دهیم، زیرا ایده‌های مدرن درباره تشکیل سیارات از ابر ماده پیش‌سیاره‌ای مبتنی بر ویژگی‌های ساختاری منظومه شمسی است. اعتقاد بر این است که در گرمترین منطقه نزدیک خورشید، مواد نسوز باقی مانده است - فلزات و سنگها، که از آنها سیارات زمینی تشکیل شده است. گازها به یک منطقه سردتر و دورتر فرار کردند و در آنجا به سیارات غول پیکر متراکم شدند. برخی از گازهایی که در انتهای لبه، در سردترین منطقه قرار گرفتند، به یخ تبدیل شدند و سیاره‌نماهای کوچک بسیاری را تشکیل دادند. با این حال، در میان سیارات فراخورشیدی، تصویر کاملاً متفاوتی مشاهده می شود: غول های گازی تقریباً نزدیک به ستاره های خود قرار دارند.

بیشتر سیاره های فراخورشیدی کشف شده، توپ های گازی غول پیکری هستند که شبیه مشتری هستند، با جرم معمولی حدود 100 جرم زمین. تعداد آنها حدود 170 است، یعنی 90 درصد کل. در میان آنها پنج گونه وجود دارد. رایج‌ترین آنها «غول‌های آب» هستند که به این دلیل نامگذاری شده‌اند که با قضاوت در مورد فاصله آنها از ستاره، دمای آنها باید با دمای زمین یکسان باشد. بنابراین، طبیعی است که انتظار داشته باشیم که آنها در ابرهایی از بخار آب یا بلورهای یخ پوشانده شوند. به طور کلی، این 54 "غول آب" سرد باید مانند توپ های آبی مایل به سفید به نظر برسند. متداول ترین های بعدی 42 مشتری داغ هستند. آنها بسیار نزدیک به ستاره های خود هستند (10 برابر نزدیکتر از زمین از خورشید) و بنابراین دمای آنها از 700+ تا 1200+ درجه سانتیگراد است. تصور می شود که آنها دارای جوی قهوه ای مایل به بنفش با رگه های تیره ابرهای ساخته شده از غبار گرافیت هستند. این سیاره در 37 سیاره فراخورشیدی با جوی آبی مایل به یاسی به نام "مشتری گرم" که دمای آنها از 200+ تا 600+ درجه سانتیگراد متغیر است، کمی سردتر است. 19 "غول اسید سولفوریک" وجود دارد که حتی در مناطق سردتر منظومه های سیاره ای قرار دارند. فرض بر این است که آنها در پوشش ابری از قطرات اسید سولفوریک - مانند زهره - پوشیده شده اند. ترکیبات گوگردی می تواند به این سیارات رنگ سفید متمایل به زرد بدهد. "غول های آبی" که قبلاً ذکر شد حتی دورتر از ستارگان مربوطه قرار دارند و در سردترین مناطق 13 "قلوهای مشتری" وجود دارد که از نظر دمایی مشابه مشتری واقعی هستند (از -100 تا -200 درجه سانتیگراد در قسمت بیرونی). سطح لایه ابر) و احتمالاً تقریباً یکسان به نظر می رسد - با نوارهای ابرهای آبی مایل به سفید و بژ که با لکه های سفید و نارنجی گرداب های بزرگ در هم آمیخته شده اند.
علاوه بر سیارات گازی غول پیکر، ده ها سیاره فراخورشیدی کوچکتر نیز در دو سال گذشته کشف شده اند. آنها از نظر جرم با "غول های کوچک" منظومه شمسی - اورانوس و نپتون (از 6 تا 20 جرم زمین) قابل مقایسه هستند. ستاره شناسان این نوع را «نپتون» نامیدند. در میان آنها چهار گونه وجود دارد. «نپتون‌های داغ» رایج‌ترین آنها هستند که ۹ مورد از آنها کشف شده است. آنها بسیار نزدیک به ستاره های خود قرار دارند و بنابراین بسیار گرم هستند. دو «نپتون سرد» یا «غول یخی» مشابه نپتون از منظومه شمسی نیز پیدا شده است. علاوه بر این، دو "ابر زمین" نیز به عنوان این نوع طبقه بندی می شوند - سیارات عظیم از نوع زمینی که جو متراکم و غلیظی مانند سیارات غول پیکر ندارند. یکی از "ابر زمین ها" "گرم" در نظر گرفته می شود، که در ویژگی های خود یادآور سیاره زهره با فعالیت آتشفشانی بسیار محتمل است. از سوی دیگر، "سرد"، وجود یک اقیانوس آبی فرض شده است، که قبلاً به طور غیر رسمی به آن Oceanid لقب داده شده است. به طور کلی، سیارات فراخورشیدی هنوز نام خود را ندارند و با یک حرف از الفبای لاتین به تعداد ستاره ای که به دور آن می چرخند، مشخص می شوند. ابر زمین سرد کوچکترین سیاره فراخورشیدی است. در سال 2005 در نتیجه تحقیقات مشترک 73 ستاره شناس از 12 کشور کشف شد. مشاهدات در شش رصدخانه - در شیلی، آفریقای جنوبی، استرالیا، نیوزیلند و جزایر هاوایی انجام شد. این سیاره از ما بسیار دور است - 20000 سال نوری.

البته، بیشترین علاقه توسط آن سیارات فراخورشیدی ایجاد می شود که ممکن است در آنها حیات وجود داشته باشد. برای شروع هدفمند جستجوی «برادران در ذهن» در فضا، ابتدا باید سیاره ای با سطح جامد پیدا کنید که فرضاً می توانند روی آن زندگی کنند. بعید است که بیگانگان در جو غول های گازی پرواز کنند یا در اعماق اقیانوس ها شنا کنند. علاوه بر یک سطح سخت، شما همچنین به دمای راحت و همچنین عدم وجود تشعشعات مضر ناسازگار با زندگی (حداقل با اشکال زندگی شناخته شده برای ما) نیاز دارید. سیاراتی که آب دارند قابل سکونت محسوب می شوند. بنابراین، میانگین دمای سطح آنها باید حدود 0 درجه سانتیگراد باشد (می تواند به طور قابل توجهی از این مقدار منحرف شود، اما از 100+ درجه سانتیگراد بیشتر نشود). به عنوان مثال میانگین دمای سطح زمین 15+ درجه سانتی گراد و دامنه نوسانات آن از 90- تا 60+ درجه سانتی گراد است. مناطقی از فضا با شرایط مساعد برای توسعه حیات آنگونه که ما روی زمین می شناسیم، توسط ستاره شناسان "مناطق قابل سکونت" نامیده می شود. سیارات زمینی و ماهواره های آنها واقع در چنین مناطقی محتمل ترین مکان برای تجلی اشکال حیات فرازمینی هستند. ظهور شرایط مساعد در مواردی امکان پذیر است که سیاره به طور همزمان در دو منطقه قابل سکونت - دور ستاره ای و کهکشانی قرار دارد.

منطقه قابل سکونت دور ستاره ای (که گاهی اوقات "اکوسفر" نیز نامیده می شود) یک پوسته کروی خیالی در اطراف یک ستاره است که در آن دمای سطح سیارات امکان حضور آب را فراهم می کند. هر چه ستاره داغتر باشد، چنین منطقه ای از آن دورتر است. در منظومه شمسی ما چنین شرایطی فقط روی زمین وجود دارد. نزدیکترین سیارات به آن، زهره و مریخ، دقیقاً در مرزهای این لایه قرار دارند - زهره در سمت گرم و مریخ در سمت سرد قرار دارد. بنابراین موقعیت زمین بسیار مطلوب است. اگر به خورشید نزدیک‌تر بود، اقیانوس‌ها تبخیر می‌شد و سطح آن به یک بیابان داغ تبدیل می‌شد. دورتر از خورشید، یخبندان جهانی رخ خواهد داد و زمین به یک بیابان یخبندان تبدیل خواهد شد. منطقه قابل سکونت کهکشانی آن منطقه ای از فضا است که برای تجلی حیات امن است. چنین منطقه ای باید به اندازه کافی به مرکز کهکشان نزدیک باشد تا حاوی بسیاری از عناصر شیمیایی سنگین لازم برای تشکیل سیارات سنگی باشد. در عین حال، این منطقه باید در فاصله معینی از مرکز کهکشان باشد تا از انفجارهای تشعشعی که در طول انفجارهای ابرنواختر رخ می دهد و همچنین برخوردهای فاجعه بار با ستاره های دنباله دار و سیارک های متعدد، که می تواند ناشی از تأثیر گرانشی باشد، جلوگیری شود. از ستاره های سرگردان کهکشان ما، کهکشان راه شیری، دارای یک منطقه قابل سکونت است که تقریباً 25000 سال نوری از مرکز آن فاصله دارد. یک بار دیگر، ما خوش شانس بودیم که منظومه شمسی در منطقه ای مناسب از کهکشان راه شیری قرار داشت که به گفته اخترشناسان، تنها حدود 5 درصد از کل ستارگان کهکشان ما را شامل می شود.
جستجوهای آینده برای سیارات زمینی در نزدیکی سایر ستارگان، که با کمک ایستگاه های فضایی برنامه ریزی شده است، دقیقاً در چنین مناطقی برای زندگی مطلوب است. این امر به طور قابل توجهی منطقه جستجو را محدود می کند و به کشف حیات در خارج از زمین امیدوار می شود. لیستی از 5000 ستاره امیدوار کننده در حال حاضر تهیه شده است. ابتدا محیط اطراف 30 ستاره از این فهرست که مکان آن برای پیدایش حیات مطلوب‌ترین مکان محسوب می‌شود، مورد مطالعه قرار می‌گیرد.

همه سیارات بر اساس جرمشان به 3 نوع غول (مانند مشتری و زحل)، نپتون (مانند اورانوس و نپتون) و سیارات زمینی یا زمین ها (مانند زمین و زهره) تقسیم می شوند. مرز بین غول ها و نپتون ها در امتداد خط ظهور هیدروژن فلزی در داخل سیارات (حدود 60 جرم زمین یا 0.19 جرم مشتری) قرار دارد. مرز بین نپتون و زمین نسبتاً خودسرانه در امتداد 7 جرم زمین ترسیم شده است (به سادگی به این دلیل که اورانوس با 14 جرم زمین خود هنوز یک نپتون واضح است و زمین قبلاً به وضوح یک سیاره زمینی است). ممکن است در محدوده 3 تا 10 جرم زمین سیاراتی وجود داشته باشند که خواص آنها به شدت با خواص نپتون و ویژگی سیارات زمینی متفاوت است، اما تا زمانی که آنها واقعاً کشف نشوند، موجودات را بیش از آنچه لازم است ضرب نخواهیم کرد. .

بین سیارات غول پیکر، از یک سو، و نپتون ها، از سوی دیگر، علاوه بر جرم، تفاوت های مهم زیادی وجود دارد. بنابراین، ترکیب شیمیایی سیارات غول پیکر نزدیک به ترکیب شیمیایی ستاره ها است، یعنی. آنها عمدتاً از هیدروژن و هلیوم با ترکیبی اندک (چند درصد) از عناصر سنگین تشکیل شده اند. نپتون ها عمدتاً از یخ (یخ آب، متان، آمونیاک و سولفید هیدروژن) با مخلوط قابل توجه سنگ ها (سیلیکات ها و آلومینوسیلیکات ها) تشکیل شده اند، مقدار هیدروژن و هلیوم در ترکیب آنها از 15-20٪ تجاوز نمی کند. در نهایت، سیارات زمینی نه تنها از هیدروژن و هلیوم، بلکه تا حد زیادی از یخ نیز محروم هستند و عمدتاً از سیلیکات با مخلوطی از آهن تشکیل شده اند.

اجازه دهید خواص سیارات را بسته به جرم آنها خلاصه کنیم.

1. سیارات غول پیکر، جرم در محدوده 0.19 تا 13 جرم مشتری. آنها در ترکیب شیمیایی تقریبا ستاره ای متفاوت هستند، یعنی. عمدتا از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. آنها به سرعت می چرخند. به دلیل فشار عظیم در روده های سیاره، هیدروژن وارد فاز فلزی می شود (یا به عبارت دیگر منحط می شود). شعاع سیارات که از 0.3 جرم مشتری شروع می شود تا مرز کوتوله های قهوه ای (13 جرم مشتری)، نزدیک به شعاع مشتری یا تقریباً 10-11 برابر شعاع زمین است. استثناء به اصطلاح است «مشتری داغ» سیارات غول پیکری هستند که در نزدیکی ستاره خود قرار دارند و دمای مؤثر بالای 1000 کلوین دارند. اتمسفر آنها که به شدت توسط نور یک ستاره نزدیک گرم می شود، منبسط می شود و شعاع ظاهری سیاره را به 1-1.4 شعاع مشتری افزایش می دهد. چگالی متوسط ​​غول ها از 0.28 گرم در سی سی (نادرترین مشتری های داغ) تا 12 گرم در سی سی (پرجرم ترین سیارات غول پیکر با جرم 10-12 مشتری) متغیر است. سرعت فرار دوم این سیارات بیش از 37 کیلومتر بر ثانیه و معمولاً 70-45 کیلومتر بر ثانیه است. به احتمال زیاد، همه سیارات غول پیکر دارای میدان مغناطیسی قوی هستند که با افزایش جرم سیاره تشدید می شود.
در منظومه شمسی سیارات غول پیکر مشتری و زحل هستند.

2. نپتون، جرم در محدوده 7 تا 60 جرم زمین (0.022 - 0.19 جرم مشتری). آنها بیشتر از یخ (آب، آمونیاک، متان، سولفید هیدروژن) و سنگ تشکیل شده اند که حدود یک چهارم جرم کل سیاره را تشکیل می دهند. سهم هیدروژن و هلیوم در ترکیب سیاره از 15-20٪ تجاوز نمی کند. فشار در اعماق برای انتقال هیدروژن به فاز فلزی کافی نیست. شعاع نزدیک به 4 شعاع زمین است. چگالی متوسط ​​1.3-2.2 گرم در سی سی، سرعت فرار دوم 18-30 کیلومتر بر ثانیه است. میدان مغناطیسی با میدان دوقطبی بسیار متفاوت است (مثلاً یک سیاره ممکن است دو قطب شمال و دو قطب جنوب داشته باشد).
در منظومه شمسی، نپتون ها اورانوس و نپتون هستند.

3. سیارات زمینی، جرم کمتر از 7 زمین. آنها عمدتا از سیلیکات (جزء سنگ) و آهن تشکیل شده اند. چگالی متوسط ​​3.5-6 g/cc. شعاع کمتر از 2 شعاع زمین است.
در منظومه شمسی، سیارات زمینی عبارتند از عطارد، زهره، زمین و مریخ.

حالا بیایید نگاهی به 10 سیاره فراخورشیدی برتر پیدا شده بیندازیم.

اولین سیاره خارج از منظومه شمسی توسط ستاره شناسان در سال 1989 کشف شد. این PSR 1257+12 b بود که به دور یک تپ اختر می چرخید. در طول زمان گذشته، بیشتر سیاره های فراخورشیدی کشف شده - و بیش از 500 مورد از آنها وجود دارد - به اصطلاح مشتری های داغ، یعنی غول های گازی هستند، که بسیاری از آنها در مدارهایی بسیار نزدیک به ستارگان مادر خود قرار دارند. با این حال، این طبیعی است، زیرا روش‌های موجود برای جستجوی سیارات فراخورشیدی یا بر اساس اندازه‌گیری فوق‌العاده دقیق ارتعاش یک ستاره تحت تأثیر گرانش سیارات (روش سرعت شعاعی)، یا بر ثبت تغییرات در روشنایی سیارات است. یک ستاره در لحظه ای که یک سیاره از جلوی قرص خود می گذرد (روش ترانزیت) بنابراین، تاکنون بیش از 500 جهان فراخورشیدی کشف شده است که هیچ سیاره ای دقیقاً مشابه آن نیست. اما این زیبایی جهان ماست که ما را با شورش تنوع به وجد می آورد. به گفته سردبیران وب سایت kosmos-x.net.ru، از شما دعوت می کنیم تا با ده سیاره جالب کشف شده توسط ستاره شناسان آشنا شوید.

گلیس 581 گرم. تصویر توسط Zina Deretsky، National Science.

گلیس 581 گرم- سیاره ای که به دور ستاره Gliese 581 در فاصله حدود 20 سال نوری از زمین می چرخد. Gliese 581g در "منطقه قابل سکونت" قرار دارد، یعنی در فاصله ای از ستاره که مقدار مورد نیاز انرژی ستاره ای را برای وجود آب مایع روی آن دریافت می کند. برخی از ستاره شناسان معتقدند که منظومه Gliese 581 نه چهار، بلکه شش سیاره دارد.

با نام TRES-4. تصویر توسط جفری هال، رصدخانه لاول.

با نام TRES-4- یک غول گازی در فاصله 1400 سال نوری از ما، که در مداری بسیار نزدیک به ستاره خود می چرخد ​​و تنها در سه روز یک دور کامل به دور خود می چرخد. TrES-4 با قطر 1.7 برابر مشتری، متعلق به کلاس سیارات "متورم" است که چگالی بسیار پایینی دارند.

آپسیلون اریدانی ب. ناسا، ESA، G.F. بندیکت (دانشگاه تگزاس، آستین).

آپسیلون اریدانی بیک سیاره فراخورشیدی است که در اطراف ستاره خورشید مانند Upsilon Eridani کشف شده است که تنها 10.5 سال نوری از زمین فاصله دارد. آنقدر به ما نزدیک است که ستاره شناسان به زودی می توانند از آن عکس بگیرند. Upsilon Eridani b بسیار دور از ستاره خود قرار دارد تا آب مایع در آنجا وجود نداشته باشد، اما دانشمندان بر این باورند که این تنها سیاره در منظومه Upsilon Eridani نیست - ممکن است دنیاهای دیگری در منطقه قابل سکونت وجود داشته باشد.

CoRoT-7b. تصویر ESO/L. کالکادا

CoRoT-7bاولین دنیای سنگی است که خارج از منظومه شمسی ما کشف شد. اگرچه در واقعیت این جهنم واقعی است. این سیاره که 400 سال نوری از ما فاصله دارد، شعاع تقریباً پنج برابر زمین دارد و در زمره "ابر زمین" طبقه بندی می شود. این سیاره در مداری بسیار نزدیک به ستاره مادر خود قرار دارد (0.0172 واحد نجومی) و دوره مداری آن حدود 20 ساعت است. درجه حرارت در سمت روشن این سیاره بسیار بالا است: حدود 2000 درجه سانتیگراد.

HD 188753 Ab. تصویر توسط NASA/JPL's Planetquest/Caltech.

HD 188753 Ab- یک غول گاز داغ که به آن تاتوئین نیز می گویند (فیلم جی. لوکاس "جنگ ستارگان" را به خاطر بیاورید). با این حال، بر خلاف غروب دو ستاره خیره کننده که توسط لوک اسکای واکر جوان مشاهده شد، سه خورشید در آسمان HD 188753 Ab دیده می شود، زیرا این سیاره در یک منظومه سه ستاره در فاصله تقریباً 149 سال نوری از زمین قرار دارد. . همچنین بسیار گرم است زیرا بسیار نزدیک به ستاره اصلی می چرخد ​​و یک مدار را در عرض 3.5 روز کامل می کند.

OGLE-2005-BLG-390L ب. تصویر توسط ESO.

سیاره فراخورشیدی OGLE-2005-BLG-390L ببا دمای سطحی 220- درجه سانتیگراد، سردترین جهان است که تاکنون توسط ستاره شناسان کشف شده است. OGLE-2005-BLG-390L B با قطری 5.5 برابر بزرگتر از زمین، به عنوان "ابر زمین" طبقه بندی می شود و به دور یک ستاره کوتوله قرمز در فاصله 28000 سال نوری از زمین می چرخد.

WASP-12b. تصویر توسط ESA/NASA/Frederic Pont، رصدخانه دانشگاه ژنو.

WASP-12bمانند بسیاری از سیارات فراخورشیدی شناخته شده کشف شده توسط ستاره شناسان، یک جهان گازی بزرگ است که حدود 870 سال نوری از زمین فاصله دارد. اندازه این سیاره فراخورشیدی تقریبا دو برابر مشتری است. WASP-12b در فاصله بسیار نزدیک - کمی بیش از 1.5 میلیون کیلومتر - به دور ستاره خود می چرخد ​​و گرم ترین سیاره است که دمای سطح آن حدود 2200 درجه سانتیگراد است.

SWEEPS-10. تصویر ناسا

SWEEPS-10- سیاره فراخورشیدی که کوتاه ترین دوره چرخش به دور یک ستاره را دارد که دانشمندان شناخته شده اند: یک چرخش را تنها در 10 ساعت کامل می کند. در فاصله حدود 22000 سال نوری از زمین قرار دارد.

Coku Tau 4. تصویر ناسا.

کوکو تاو 4- یکی از جوانترین سیارات فراخورشیدی با کمتر از 1 میلیون سال قدمت. حدود 420 سال نوری از زمین فاصله دارد. ستاره شناسان پس از کشف حفره ای در قرص گرد و غباری که ستاره را احاطه کرده بود، به وجود این سیاره نتیجه گرفتند. این حفره 10 برابر زمین به دور ستاره می چرخد ​​و احتمالاً در نتیجه چرخش سیاره ایجاد شده و فضای اطراف خود را از گرد و غبار و گاز پاک می کند.

HD 209458 ب. تصویر توسط ناسا، ESA، و جی بیکن (STScI).

HD 209458 b (Osiris)- یک سیاره دنباله دار که در فاصله 153 سال نوری از زمین قرار دارد. وزن آن کمی کمتر از مشتری است و یک چرخش کامل به دور ستاره را تنها در 3.5 روز کامل می کند. کشف شد که اوزیریس دارای یک ستون گاز طولانی از جو خود است. تجزیه و تحلیل این "دم" نشان داد که حاوی عناصر سبک و سنگین (مانند کربن و سیلیکون) است. در عین حال دمای اتمسفر حدود 1226 درجه سانتیگراد است. این به دانشمندان اجازه داد تا حدس بزنند که این سیاره به حدی توسط ستاره اش گرم شده است که حتی عناصر سنگین می توانند جو آن را ترک کنند.

چنین سیاراتی چگونه یافت می شوند؟

بیایید فرض کنیم که ناظر در نزدیکترین ستاره به ما، آلفا قنطورس، قرار دارد و به سمت منظومه شمسی می نگرد. سپس خورشید ما به اندازه ستاره وگا در آسمان زمین برای او می درخشد. و روشنایی سیارات بسیار ضعیف خواهد بود: مشتری یک "ستاره" با قدر 23، زهره - قدر 24، و زمین و زحل - قدر 25 خواهد بود. به طور کلی، بزرگ‌ترین تلسکوپ‌های مدرن می‌توانند چنین اجرام ضعیفی را در صورتی که ستاره‌های درخشانی در آسمان نزدیک آن‌ها وجود نداشت، تشخیص دهند. اما برای یک ناظر دور، خورشید همیشه در کنار سیارات قرار دارد: برای یک ستاره شناس از آلفا قنطورس، فاصله زاویه ای مشتری از خورشید از 4 ثانیه قوسی تجاوز نمی کند و بین زهره و خورشید فقط 0.5 ثانیه قوس است. ثانیه برای تلسکوپ های مدرن، مشاهده یک ستاره بسیار کم نور در نزدیکی یک ستاره درخشان کار غیرممکنی است. ستاره شناسان اکنون در حال طراحی ابزارهایی هستند که می توانند این مشکل را حل کنند. به عنوان مثال، تصویر یک ستاره درخشان را می توان با یک صفحه نمایش خاص پوشاند تا نور آن در مطالعه یک سیاره مجاور اختلال ایجاد نکند. چنین وسیله ای "تاج شناسی ستاره ای" نامیده می شود. از نظر طراحی شبیه به تاج‌نگار خورشید گرفتگی لیو است. روش دیگر شامل "خاموش کردن" نور یک ستاره به دلیل اثر تداخلی پرتوهای نور آن است که توسط دو یا چند تلسکوپ مجاور - به اصطلاح "تداخل سنج ستاره ای" جمع آوری شده است. از آنجایی که ستاره و سیاره کنار آن در جهات کمی متفاوت مشاهده می شوند، با استفاده از تداخل سنج ستاره ای (با تغییر فاصله بین تلسکوپ ها یا انتخاب لحظه رصد مناسب) می توان تقریباً به طور کامل نور ستاره را خاموش کرد و در عین حال، نور سیاره را افزایش دهید. هر دو ابزار توصیف شده - تاج نگار و تداخل سنج - به تأثیر جو زمین بسیار حساس هستند، بنابراین برای عملکرد موفقیت آمیز ظاهراً باید به مدار پایین زمین تحویل داده شوند.

همچنین روش هایی مانند
- اندازه گیری روشنایی ستاره
- اندازه گیری موقعیت ستاره
- اندازه گیری سرعت یک ستاره
- جستجوی نجومی

بیش از 150 ستاره شناس در حال حاضر در رصدخانه های مختلف در سراسر جهان، از جمله سازنده ترین گروه علمی جی. مارسی و گروه ام. ماژور، به دنبال سیارات فراخورشیدی هستند. برای توسعه اصطلاحات و هماهنگ کردن تلاش ها در این زمینه، اتحادیه بین المللی نجوم (IAU) کارگروهی را در مورد سیارات فراخورشیدی ایجاد کرد (به http://www.ciw.edu/IAU/div3/wgesp/ مراجعه کنید)، که اولین رهبر آن بود. یک ستاره شناس نظری آمریکایی آلن باس (A.Boss) را انتخاب کرد. یک اصطلاح موقت پیشنهاد شده است که بر اساس آن یک "سیاره" را باید جسمی با جرم کمتر از 13 مو نامید که به دور یک ستاره از نوع خورشیدی می چرخد. همان اجرام را که آزادانه در فضای بین ستاره‌ای حرکت می‌کنند، باید «کوتوله‌های قهوه‌ای» (کوتوله‌های فرعی قهوه‌ای) نامید. اکنون این اصطلاح در رابطه با چندین جرم بسیار کم نور یافت شده در سال های 2000-2001 در سحابی شکارچی و غیر مرتبط با ستاره ها استفاده می شود. آنها عمدتاً در مادون قرمز ساطع می کنند و احتمالاً بین کوتوله های قهوه ای و سیارات غول پیکر قرار می گیرند. هنوز هیچ چیز قطعی در مورد آنها نمی توان گفت.

در سال 2013، تحت پروژه مشترک ایالات متحده آمریکا، کانادا و اروپا، قرار است تلسکوپ فضایی بزرگ JWST (تلسکوپ فضایی جیمز وب) به فضا پرتاب شود. این غول با آینه ای به قطر 6 متر که نام مدیر سابق ناسا را ​​یدک می کشد، قرار است جایگزین تلسکوپ هابل کهنه کار نجوم فضایی شود. از جمله وظایف آن جستجو برای سیارات خارج از منظومه شمسی خواهد بود. در همان سال، مجموعه ای از دو ایستگاه خودکار TPF (Terrestrial Planet Finder) راه اندازی می شود که منحصراً برای مشاهده اتمسفر سیارات فراخورشیدی مشابه زمین ما طراحی شده است. با کمک این رصدخانه فضایی، برنامه ریزی شده است تا سیارات قابل سکونت را جستجو کند و طیف پوسته های گاز آنها را برای شناسایی بخار آب، دی اکسید کربن و ازن - گازهایی که احتمال حیات را نشان می دهد - تجزیه و تحلیل کند. سرانجام، در سال 2015، آژانس فضایی اروپا ناوگانی از تلسکوپ های داروین را به فضا می فرستد که برای جستجوی نشانه های حیات در خارج از منظومه شمسی با تجزیه و تحلیل ترکیب جو سیارات فراخورشیدی طراحی شده اند.

اگر اکتشاف فضایی سیارات فراخورشیدی طبق برنامه پیش برود، پس از ده سال می توانیم اولین اخبار موثق در مورد سیارات مساعد برای زندگی را انتظار داشته باشیم - داده هایی در مورد ترکیب جوهای اطراف آنها و حتی اطلاعاتی در مورد ساختار سطوح آنها.

به طور کلی، کشف اولین منظومه های سیاره ای فراخورشیدی یکی از بزرگترین دستاوردهای علمی قرن بیستم بود. مهمترین مشکل حل شده است - منظومه شمسی منحصر به فرد نیست. تشکیل سیارات در نزدیکی ستارگان مرحله طبیعی تکامل آنهاست. در عین حال، مشخص می شود که منظومه شمسی غیر معمول است: سیارات غول پیکر آن که در مدارهای دایره ای خارج از "منطقه حیات" (منطقه دمای متوسط ​​​​در اطراف خورشید) حرکت می کنند، سیارات زمینی را مجاز می کنند، که یکی از آنها زمین است. ، برای مدت طولانی در این منطقه وجود داشته باشد - زیست کره دارد. ظاهراً سایر منظومه های سیاره ای به ندرت این کیفیت را دارند.

یک تور از ایستگاه فضایی بین المللی داشته باشید

28.03.2018 18:47 1024

بسیاری از شما بچه ها به نجوم علاقه مند هستید، کتاب های مختلف می خوانید و فیلم هایی در مورد فضا تماشا می کنید. شاید تا به حال شنیده باشید که دانشمندان به برخی از سیارات سیارات فراخورشیدی می گویند. اما اکنون خواهیم فهمید که سیارات فراخورشیدی چیست.

کلمه "exo" در یونانی به معنای "بیرون" یا "بیرون" است. از این کلمات نتیجه می شود که سیارات فراخورشیدی سیاراتی هستند که خارج از منظومه شمسی ما قرار دارند.

دانشمندان در اواخر دهه 1980 متوجه چنین سیاراتی شدند، زمانی که دستگاه های قدرتمندی ظاهر شدند که انجام این کار را ممکن می کردند. ستاره شناسان در مطالعه سیارات فراخورشیدی توسط تلسکوپ های فضایی کمک زیادی کرده اند - ماهواره های مصنوعی که برای کشف سیارات جدید اختراع شده اند. بسیاری از سیارات فراخورشیدی توسط دانشمندان با استفاده از تلسکوپ های نوری قدرتمند نصب شده در رصدخانه های مختلف کشف شده اند.

محققان سیاره های فراخورشیدی را به دو نوع تقسیم می کنند: سیارات فراخورشیدی زمینی و سیارات فراخورشیدی گازی. سیارات زمینی از آهن، آلومینیوم، منیزیم و اکسیژن تشکیل شده اند. به همین دلیل تراکم بالا و سطح سختی دارند. غول های گازی از گازهای مختلفی تشکیل شده اند: هیدروژن، متان، هلیوم. شما نمی توانید روی چنین سیاراتی راه بروید، زیرا آنها سطح جامد ندارند. اگر به چنین سیاره ای بروید، می توانید در آن سقوط کنید، انگار که از میان ابرها پرواز می کنید. اما هر چه عمیق‌تر می‌شوید، فشار بیشتر می‌شود، که می‌تواند به سادگی یک جسم را خرد کند. در منظومه شمسی ما، سیارات زمینی شامل عطارد، زهره، زمین و مریخ و غول های گازی شامل مشتری، زحل، اورانوس و نپتون هستند.

سیارات فراخورشیدی زمینی به کلاس های مختلفی مانند ابر زمین، سیاره اقیانوسی، سیاره آهن و بسیاری دیگر تقسیم می شوند.

ابر زمین ها سیاراتی هستند که جرم آنها بیشتر از جرم زمین، اما کمتر از جرم غول های گازی است. در میان ابر زمین ها، می توان سیاره Gliese 581c را برجسته کرد. این ستاره به دور ستاره Gliese 581 (خورشید خود) در صورت فلکی ترازو می چرخد. این سیاره در سال 2007 در رصدخانه لا سیلا، که در شیلی قرار دارد، کشف شد. سیاره فراخورشیدی Gliese 581c از نظر اندازه شبیه به سیاره ما است. تقریباً 20 سال نوری از زمین فاصله دارد. به لطف محاسبات مختلف، ستاره شناسان توانستند دریابند که جوی می تواند در این سیاره وجود داشته باشد، دمای سطح آن حدود 100 درجه سانتیگراد است و یک سال فقط 13 روز زمینی طول می کشد. دانشمندان پیشنهاد می کنند که ممکن است آب در این سیاره فراخورشیدی وجود داشته باشد.

سیاره اقیانوسی یک سیاره فراخورشیدی است که کاملاً پوشیده از آب است. ستاره شناسان تاکنون تنها یک سیاره با نام پیچیده GJ 1214 b کشف کرده اند که با این نام مطابقت دارد. در صورت فلکی Ophiuchus قرار دارد.

سیاره های آهنی نوعی سیاره هستند که در هسته خود مقدار زیادی فلز وجود دارد. نمونه ای از چنین سیاره ای سیاره فراخورشیدی Kepler-10 b در صورت فلکی دراکو است.

سیاره های فراخورشیدی گازی نیز به کلاس های مختلفی تقسیم می شوند: نپتون داغ، ابر مشتری و غیره.

نپتون داغ دسته ای از سیارات فراخورشیدی است که از نظر اندازه و جرم مشابه نپتون و اورانوس هستند و به ستاره خود بسیار نزدیک هستند (فاصله کمتر از یک واحد نجومی). سیاره Gliese 436 b متعلق به چنین کلاسی از سیارات فراخورشیدی است. در صورت فلکی شیر و در فاصله 33 سال نوری از زمین ما قرار دارد. این سیاره عمدتاً از آب تشکیل شده است. به دلیل نزدیکی آن به ستاره خود (خورشید)، دمای این سیاره حدود 300 درجه سانتیگراد است! با این حال، آب در این دما تبخیر نمی شود، بلکه در حالت جامد (یخ) است. همه اینها به دلیل نیروی عظیم گرانش در این سیاره است. فشار بسیار بالایی ایجاد می کند که مولکول های آب را فشرده می کند و آنها را به یخ داغ تبدیل می کند. نیروهای جاذبه از ذوب شدن این یخ جلوگیری می کند.

ابرمشتری نوعی سیاره فراخورشیدی است که اندازه و جرم آن از بزرگ‌ترین سیاره منظومه شمسی، مشتری بیشتر است. نمونه ای از این سیاره فراخورشیدی سیاره Kepler-419 c است. در صورت فلکی ماکیان و در فاصله 2544 سال نوری از زمین قرار دارد.

همانطور که قبلاً متوجه شده‌اید، تمام سیارات فراخورشیدی که در بالا ذکر شده‌اند، نام‌های بسیار عجیب و پیچیده‌ای دارند که به‌خاطر آوردن آنها دشوار است. واقعیت این است که در سال‌های اخیر، دانشمندان موفق به کشف چندین هزار سیاره فراخورشیدی جدید شده‌اند و به سختی می‌توان نامی برای هر یک از آنها پیدا کرد. بنابراین، آنها تصمیم گرفتند سیارات فراخورشیدی را به نام ستارگان (خورشید آنها) که به دور آنها می چرخند، نامگذاری کنند. و ستاره شناسان شروع به اضافه کردن یک حرف به نام ستاره کردند. به عنوان مثال، سیاره Kepler-419 c به دور ستاره (خورشید خود) Kepler-419 می چرخد.

سیاره فراخورشیدی سیاره ای است که خارج از منظومه شمسی ما قرار دارد. هزاران جرم مشابه در طول دو دهه گذشته کشف شده اند که عمدتاً از تلسکوپ فضایی کپلر ناسا استفاده می کنند.

سیاره فراخورشیدی - چیست؟

اینها در اندازه و مدارشان به طور قابل توجهی متفاوت هستند. برخی از آنها سیارات غول پیکری هستند که نزدیک به ستاره هایشان می چرخند. برخی با یخ پوشیده شده اند و برخی دیگر با سنگ. ناسا و آژانس‌های دیگر به دنبال نوع خاصی از سیاره هستند: آنها یک سیاره فراخورشیدی شبیه زمین می‌خواهند که به دور ستاره‌ای شبیه خورشید واقع در منطقه قابل سکونت بچرخد.

منطقه قابل سکونت محدوده ای از فواصل از یک ستاره است که در آن دمای سیاره امکان وجود اقیانوس های مایع آب را فراهم می کند که برای حیات حیاتی است. اولین تعریف این منطقه بر اساس تعادل گرمایی ساده بود، اما محاسبات مدرن شامل بسیاری از عوامل دیگر از جمله اثر گلخانه ای جو سیاره است. این باعث می شود که مرزهای منطقه قابل سکونت تار شود.

نظریه منشا حیات

اگرچه این سیاره فراخورشیدی کشفی مربوط به دهه 1990 است، سال هاست که ستاره شناسان از وجود آن متقاعد شده اند. آنها نه تنها باور داشتند، بلکه نتیجه گیری خود را بر اساس چرخش آهسته خورشید خودمان و سایر ستارگان قرار دادند.

ستاره شناسان نظریه ای در مورد منشا حیات در منظومه شمسی ما دارند. به طور خلاصه، یک ابر در حال چرخش از گاز و غبار (به اصطلاح سحابی پیش خورشیدی) تحت تأثیر گرانش خود فرو ریخت و ستاره و سیارات ما را تشکیل داد. پس از این، بقای تکانه زاویه ای به این معنی بود که ستاره آینده باید سریعتر و سریعتر بچرخد. با این حال، اگرچه دارای 99.8٪ است، اما 96٪ از حرکت زاویه ای خود را دارد. ستاره شناسان تعجب کرده اند که چرا ستاره ما اینقدر آهسته می چرخد.

ستاره جوان میدان مغناطیسی بسیار قوی داشت که خطوط نیروی آن به قرص گاز چرخشی که سیارات از آن تشکیل شده بودند نفوذ می کرد. این خطوط با ذرات گاز باردار مرتبط بودند و به عنوان لنگر عمل می‌کردند، شکل‌گیری خورشید را کندتر می‌کردند و گاز را به سمت بالا می‌چرخانیدند که در نهایت به سیاره تبدیل شد. بیشتر ستارگان به آرامی می چرخند، بنابراین ستاره شناسان به این نتیجه رسیدند که همان "ترمز مغناطیسی" در آنها رخ داده است، به این معنی که تشکیل سیاره باید اتفاق افتاده باشد. از این رو نتیجه منطقی: سیارات را باید در اطراف ستارگانی مشابه خورشید جستجو کرد.

اکتشافات اولیه

به همین دلیل و دلایل دیگر، دانشمندان در ابتدا جستجوی خود را برای سیارات فراخورشیدی به ستارگانی شبیه به خورشید محدود کردند، اما دو کشف اول در سال 1992 مربوط به یک تپ اختر (بازمانده به سرعت چرخش ستاره ای که به عنوان ابرنواختر مرده بود) به نام PSR 1257+12 بود. . اولین سیاره فراخورشیدی تایید شده که به دور یک ستاره می چرخد ​​(عکس موجود در مقاله) که این نیاز را برآورده می کند در سال 1995 کشف شد. 51 پگاسی b شد که جرم آن با c قابل مقایسه است و 20 برابر از زمین به خورشیدش نزدیکتر است. این موضوع باعث تعجب شد. اما اتفاق عجیب دیگری هفت سال قبل از آن رخ داد که مشخص کرد سیارات فراخورشیدی زیادی کشف خواهند شد.

در سال 1988، گروهی از دانشمندان کانادایی سیاره ای به اندازه مشتری را کشف کردند که به دور گاما قیفی می چرخد. اما از آنجایی که مدار آن بسیار کوچکتر از مدار مشتری بود، دانشمندان کشف قطعی را اعلام نکردند. اخترشناسان جرات نداشتند چنین سیاراتی را مطرح کنند. آنقدر با منظومه شمسی ما متفاوت بود که دانشمندان بسیار محتاط بودند.

از بزرگ به کوچک

تقریباً هر سیاره فراخورشیدی که در ابتدا کشف شد، یک غول گازی عظیم مشتری مانند (یا حتی بزرگتر) است که در فاصله کوتاهی از ستاره مادرش می چرخد. این با این واقعیت توضیح داده می شود که اخترشناسان از تکنیکی برای اندازه گیری سرعت شعاعی استفاده کردند که میزان "تابش" ستاره را در حین چرخش سیارات به دور آن تعیین می کند. بزرگ‌های نزدیک آنقدر تاثیر مهمی داشتند که به راحتی قابل تشخیص بودند.

قبل از عصر اکتشافات سیارات فراخورشیدی، ابزارها فقط می توانستند حرکات ستارگان را در یک کیلومتر در ثانیه اندازه گیری کنند که برای تشخیص ارتعاشات آنها تحت تأثیر سیارات کافی نبود. ابزارهای مدرن قادر به اندازه‌گیری سرعت تا سانتی‌متر در ثانیه هستند، تا حدی به دلیل افزایش دقت تجهیزات، اما همچنین به این دلیل که ستاره‌شناسان در جداسازی سیگنال‌های ضعیف از داده‌ها مهارت بیشتری دارند.

انفجار اطلاعات کپلر

تا به امروز، بیش از 1000 سیاره فراخورشیدی تایید شده توسط یک ماهواره کشف شده است. تلسکوپ فضایی کپلر در سال 2009 به مدار زمین پرتاب شد و به مدت چهار سال برای یافتن سیارات قابل سکونت جستجو شد. این روش از روشی به نام «ترانزیت» استفاده کرد - اندازه گیری کم نور شدن یک ستاره در حالی که یک شی کیهانی از مقابل آن عبور می کرد.

کپلر انواع مختلفی از سیارات را آشکار کرد. علاوه بر غول‌های گازی و اجرام زمینی، این تلسکوپ به ایجاد کلاس جدیدی از «ابر زمین‌ها» کمک کرد که اندازه‌های آنها در محدوده اندازه‌های زمین و نپتون است. برخی از آنها در نواحی قابل سکونت ستارگان خود قرار دارند، اما اختر زیست شناسان هنوز در حال بررسی محاسبات هستند تا دریابند چگونه حیات در چنین دنیاهایی توسعه می یابد.

در سال 2014، اخترشناسان کپلر روشی به نام «آزمایش چندگانه» را معرفی کردند که نرخ ارتقای نامزدهای سیاره‌ای را به وضعیت تأیید شده افزایش می‌دهد. این تکنیک مبتنی بر پایداری مداری است - بسیاری از ستارگان در فواصل زمانی کوتاه تاریک می شوند، که تنها می تواند توسط سیاراتی در مدارهای کوچک ایجاد شود، زیرا اگر آنها ستاره بودند، در عرض چند میلیون سال یکدیگر را به صورت گرانشی از منظومه خارج می کردند.

ماموریت های دیگر

اگرچه ماهواره ها (کپلر و CoRoT فرانسوی) که برای سیارات فراخورشیدی شکار می کردند، ماموریت های اولیه خود را به پایان رسانده اند، اما دانشمندان همچنان در حال پردازش داده های به دست آمده با کمک آنها هستند و اکتشافات جدیدی انجام می دهند. و بی کار نخواهند ماند. ماهواره‌های MOST و NASA TESS به فعالیت خود ادامه می‌دهند و ماهواره CHEOPS سوئیسی و ماهواره ESA PLATO در آینده نزدیک جستجو برای ترانزیت از فضا را آغاز خواهند کرد. بر روی زمین، طیف‌نگار هارپس در تلسکوپ 3.6 متری رصدخانه جنوبی اروپا در شیلی در حال انجام جستجوی داپلر برای تابش‌های ستاره‌ای است، اما بسیاری از تلسکوپ‌های دیگر در حال شکار هستند.

یکی از نمونه ها تلسکوپ فضایی اسپیتزر ناسا است. از آنجایی که در ناحیه مادون قرمز طیف حساس است، می‌تواند مشخصات دمایی سیاره فراخورشیدی را اندازه‌گیری کند و بینشی از جو آن ارائه دهد.

با بیش از 3000 سیاره شناخته شده، انتخاب تنها چند سیاره دشوار است. به نظر می رسد سیارات فراخورشیدی کوچک و صخره ای در منطقه قابل سکونت بهترین نامزدها باشند، اما ستاره شناسان سایر سیارات را شناسایی کرده اند که درک ما را از شکل گیری و تکامل جهان های دیگر گسترش داده اند.

اولین پرستوها

51 پگاسی ب. همانطور که در بالا ذکر شد، این اولین سیاره فراخورشیدی اثبات شده ای بود که به دور یک ستاره از نوع خورشیدی می چرخید. با نیمی از جرم مشتری، از مرکز منظومه در فاصله عطارد حذف می شود. این سیاره آنقدر به ستاره خود نزدیک است که به احتمال زیاد، یک طرف آن به صورت جزر و مدی قفل شده است - دائماً رو به ستاره است.

HD 209458 ب. این اولین سیاره فراخورشیدی بود که در سال 1999 کشف شد (عکس در مقاله موجود است) که از ستاره خود عبور کرد (البته با استفاده از روش داپلر)، و اکتشافات دیگری نیز به دنبال داشت. این اولین سیاره خارج از منظومه شمسی است که پارامترهای جو آن از جمله مشخصات دمایی و عدم وجود ابر تعیین شده است.

جهان های قابل توجه

55 Cancri e. این سیاره فراخورشیدی چیزی است که "ابر زمین" نامیده می شود که به دور یک ستاره به اندازه کافی درخشان می چرخد ​​که با چشم غیر مسلح دیده شود. به این ترتیب، ستاره شناسان می توانند این منظومه را با جزئیات بیشتری از هر سیستم دیگری مطالعه کنند. "سال" آن فقط 17 ساعت و 41 دقیقه است (این زمانی مشخص شد که MOST سیستم را به مدت دو هفته در سال 2011 مشاهده کرد). نظریه پردازان پیشنهاد می کنند که 55 Cancri e ممکن است غنی از کربن و دارای یک هسته الماس باشد.

HD 80606 b. این سیاره فراخورشیدی رکورددار گریز از مرکز مداری (در زمان کشف آن در سال 2001) است. این احتمال وجود دارد که مسیر حرکت آن، مشابه مدار ستاره دنباله دار هالی، با تأثیر ستاره دیگری مرتبط باشد. علاوه بر این، چنین مدار شدیدی باعث تنوع شدید در محیط سیاره می شود.

WASP-33b. این در سال 2011 کشف شد و دارای نوعی لایه محافظ خورشید - استراتوسفر - است که مقداری از نور مرئی و فرابنفش ستاره مادر را جذب می کند. این سیاره نه تنها در مدار خلاف جهت خود حرکت می کند، بلکه باعث ایجاد ارتعاشاتی در ستاره می شود که توسط ماهواره MOST ثبت شده است.

جوزای زمین

Kepler-442b. این سیاره فراخورشیدی همان چیزی است که "همزاد زمین" نامیده می شود. با اندازه، جرم و رژیم دمایی خود، بیشترین شباهت را به سیاره ما دارد. در 6 ژانویه 2015 کشف شد و در فاصله 1120 سال نوری از ما قرار دارد. دمای سطح این سیاره فراخورشیدی سنگی 40- درجه سانتی گراد است. جرم آن 2.34 برابر جرم زمین است و گرانش آن 30 درصد بیشتر است. این سیاره خارج از منطقه ای است که قفل جزر و مدی در آن اعمال می شود. در مقاله ای که در سال 2015 منتشر شد، همراه با Kepler-186f و 62f به عنوان بهترین کاندید برای سیارات بالقوه مسکونی معرفی شد (عکس را ببینید).

سیاره فراخورشیدی Kepler-78b. به دور ستاره کپلر-78 می چرخد. در زمان کشف در سال 2013، این سیاره از نظر جرم، شعاع و چگالی متوسط ​​به زمین شباهت بیشتری داشت. نه تنها گذر آن در پس زمینه ستاره شناسایی شد، بلکه یک خسوف و نور منعکس شده مربوط به فازهای مداری نیز مشاهده شد. "سال" سیاره فراخورشیدی فقط 8.5 ساعت طول می کشد، زیرا 40 برابر فاصله عطارد تا خورشید به ستاره نزدیک تر است.