Primjeri egzoplaneta. Što je egzoplanet? Prvi otkriveni planet izvan Sunčeva sustava

Uvod

Dugo je bilo teško otkriti takve planete, jer... premali su i nevidljivi na tako golemoj međuzvjezdanoj udaljenosti. Primjerice, za let do najbliže zvijezde brzinom svjetlosti potrebno je četiri i pol godine. Svi takvi planeti otkriveni su samo u Mliječnoj stazi na različitim udaljenostima. Najbliži je Alpha Centauri B b, udaljen otprilike 4,36 svjetlosnih godina. Većina otkrivenih egzoplaneta slična je plinovitim divovima Jupiteru i Neptunu.

Prema mnogim znanstvenicima, ukupan broj takvih planeta u našoj galaksiji Mliječni put može doseći približno 100 milijardi, a do 20 milijardi takvih planeta može se klasificirati kao "slični Zemlji". Vjeruje se da oko 34% svih zvijezda sličnih Suncu možda ima planete slične Zemlji u svojoj nastanjivoj zoni. Najbolja šansa za pronalazak nastanjivog planeta je traženje blizu smeđih patuljaka. Takve izumrle zvijezde najstarije su u našoj galaksiji, njihova starost može doseći i do 14 milijardi godina, a planeti u tim sunčevim sustavima puno su stariji od naše Zemlje.

Povijest otkrića egzoplaneta

Prvu poruku u povijesti o postojanju određenog nebeskog tijela oko druge zvijezde dao je astronom zvjezdarnice Madras, kapetan V.S. Jacob. Njegove bilješke iz 1855. izvijestile su da postoji velika vjerojatnost postojanja kozmičkog tijela veličine planeta u sustavu 70 Ophiuchi (binarni sustav). Kasnije 1890. Thomas J. See, astronom sa Sveučilišta u Chicagu, potvrdio je Jacobovu pretpostavku. Izvijestio je da binarni sustav 70 Ophiuchi ima nevidljivu zvijezdu pratilicu s orbitalnim periodom od 36 godina. Međutim, izračuni koje je proveo astrofizičar F.R. Multon opovrgavaju prisutnost egzoplaneta u ovom sustavu, a do 2014. nisu opovrgnuti.
Godine 1916. astronom Edward Barnard otkrio je zvijezdu koja se pojavljivala kao crvena točka koja se brzo kreće na zvjezdanom nebu. Ova mala zvijezda ima masu manju od 7 puta veću od mase Sunca. Na temelju toga je šezdesetih godina prošlog stoljeća astronom Peter Van de Kamp pokušao odrediti satelit Barnardove Zvijezde Leteće. Izvijestio je da zvijezda ima svog pratitelja s masom poput . Novi izračuni J. Gatewooda 1973. opovrgli su prisutnost masivnih planeta u ovoj zvijezdi.
Napredak znanosti 1980-ih doveo je do toga da astronomi koriste nove tehnike za otkrivanje potencijalnih egzoplaneta. Konkretno, potraga je započela pomoću spektrometra visoke preciznosti i novih znanstvenih metoda.

Godine 1989. supermasivni planet (ili smeđi patuljak) pronašao je D. Latham u blizini zvijezde HD 114762 A. Međutim, njegov planetarni status potvrđen je tek 1999. godine.

Prvi planeti potencijalno sposobni za život - Draugr i Poltergeist - otkriveni su u blizini neutronske zvijezde Lich (PSR 1257+12), a otkrio ih je astronom Alexander Volshchan 1991. godine. Ti su planeti prepoznati kao sekundarni, nastali nakon eksplozije supernove.

Astronomi Michel Mayor i Didier Queloz su 1995. ultrapreciznim spektrometrom otkrili kolebanje zvijezde Helvetius (51 Pegasi) s periodom od 4,23 dana. Planet Dimidius koji se njiše nalikuje Jupiteru, ali se nalazi u neposrednoj blizini zvijezde. Među astronomima, planete ove vrste nazivaju "vrući Jupiteri".

Naknadno je mjerenjem radijalne brzine zvijezda i traženjem njihove periodične Dopplerove varijacije (Dopplerova metoda) otkriveno nekoliko stotina egzoplaneta.

U kolovozu 2004. godine otkriven je prvi planet u sustavu zvijezde Cervantes (μ Oltar) - vrući Neptun Quijote. Oko zvijezde obiđe za 9,55 dana, na udaljenosti od 0,09 AJ. To jest, površinska temperatura ~ 900 K (+626 °C), masa ~ 14 Zemljinih masa.

Prva super-Zemlja koja kruži oko normalne zvijezde (ne pulsara) otkrivena je 2005. u blizini zvijezde Gliese 876. Masa joj je 7,5 mase Zemlje.

Godine 2004. snimljena je prva infracrvena slika kandidata za egzoplanet smeđeg patuljka 2M1207.

Dana 13. studenog 2008. prvi je put bilo moguće dobiti sliku cijelog planetarnog sustava odjednom - snimku triju planeta koji kruže oko zvijezde HR 8799 u zviježđu Pegaz. Ovo je prvi planetarni sustav otkriven oko vruće bijele zvijezde ranog spektralnog tipa (A5). Svi dosad otkriveni planetarni sustavi (s izuzetkom planeta oko pulsara) otkriveni su oko zvijezda kasnijih klasa (F-M).

Dana 13. studenoga 2008. izravnim promatranjem prvi je put otkriven planet Dagon oko zvijezde Fomalhaut.

Godine 2011. David Bennett sa Sveučilišta Notre Dame (Indiana, SAD) objavio je otkriće 10 pojedinačnih planeta sličnih Jupiteru pomoću mikroleća pomoću 1,8-metarskog teleskopa na Sveučilišnom opservatoriju Mount John na Novom Zelandu, na temelju promatranja od 2006. do 2007. . Istina, dva od njih mogu biti visokoorbitalni sateliti zvijezda koje su im najbliže.

U rujnu 2011. godine astronomi amateri su otkrili dva slična planeta, KIC 10905746 b i KIC 6185331 b, u sklopu projekta Planet Hunters, osmišljenog za analizu podataka prikupljenih teleskopom Kepler. Istodobno se spominjalo 10 kandidata za planete, no tada su samo dva od njih znanstvenici s dovoljnom sigurnošću identificirali kao egzoplanete. Planete su pronašli dobrovoljni sudionici projekta među podacima koje su profesionalni astronomi, iz ovog ili onog razloga, prosijali, a da nije bilo pomoći volontera, ti bi planeti vjerojatno ostali neotkriveni.

Dana 5. prosinca 2011. teleskop Kepler otkrio je prvu super-Zemlju u naseljivoj zoni, Kepler-22 b.

Teleskop Kepler je 20. prosinca 2011. u blizini zvijezde Kepler-20 otkrio prve egzoplanete veličine Zemlje i manje - Kepler-20 e (radijusa 0,87 Zemljine mase i mase od 0,39 do 1,67 Zemljine mase) i Kepler -20 f (0,045 mase Jupitera i 1,03 polumjera Zemlje).

Dana 22. veljače 2012. godine znanstvenici Harvard-Smithsonian centra za astrofiziku, na udaljenosti od 40 svjetlosnih godina od Zemlje, otkrili su prvu super-Zemlju, vjerojatno oceanski planet - GJ 1214 b. Nedavni podaci iz tranzitnih prolaza sugeriraju da GJ 1214 b ima veliku vodikovo-helijsku atmosferu, niske razine metana i sloj oblaka na razini tlaka od 0,5 bara, što ne odgovara svojstvima atmosfere sa stabilnom dominacijom vodena para. Orbitalni period planeta oko zvijezde - crvenog patuljka - je 38 sati, udaljenost je oko 2 milijuna kilometara. Temperatura na površini planeta je približno 230 °C. 2015. godine otkriven je novi planet sličan mladom Jupiteru.

Suvremene metode detekcije egzoplaneta u drugim zvjezdanim sustavima

Fotografija “Popular Mechanics”, kliknite za povećanje.

1. Doppler metoda- spektrometrijska, postala je najčešća metoda za otkrivanje potencijalnih egzoplaneta s masom nekoliko Zemljinih masa smještenih u blizini zvijezde i planeta plinovitog diva, s orbitalnim periodom do 10 godina. Metoda uključuje izračunavanje radijalne brzine zvijezde. Kada planet rotira oko svoje zvijezde, čini se da ga ljulja, pomičući njegov spektar (Dopplerov pomak spektra zvijezde). Ovom je metodom 2011. godine otkriveno 647 planeta.

- ova metoda se sastoji od promatranja promjene sjaja zvijezde u trenutku prolaska planeta u odnosu na njegovu pozadinu. Ova metoda zahtijeva dugotrajno promatranje zvijezde, a ako je otkriven tranzit, zahtijeva ponovnu potvrdu. Prednost ove metode je određivanje veličine planeta, sastava i prisutnosti atmosfere (pomoću spektrografa). Nedostatak ove metode je mogućnost da se planet vidi samo ako je u istoj ravnini tijekom promatranja. Do 2011. godine otkriveno je 185 potencijalnih planeta.

Prilikom izračunavanja takvih objekata, potrebno je da između predloženog planeta i promatrača na Zemlji postoji još jedna zvijezda (koja igra ulogu leće). Ako zvijezda leće ima satelite planeta, tada se opaža asimetrična krivulja svjetlosti. Ova metoda se koristi izuzetno rijetko, ali uz njenu pomoć moguće je izračunati planete s masom Zemlje.
Od 2011. godine ovom je metodom izračunato 13 planeta.

uključuje promjenu prostornog gibanja zvijezde pod utjecajem gravitacijskog potencijala planeta. U osnovi, ova metoda pojašnjava masu i veličinu prethodno otkrivenog egzoplaneta, posebno su razjašnjene dimenzije Epsilona Eridanija b.

Iznimno sofisticirana metoda za otkrivanje zemaljskih planeta, uključuje mjerenje usmjerenih zraka energije koju emitira pulsar. Ako određeni planet rotira oko pulsara, tada emitirani signal ima poseban oscilirajući karakter. Od 2010. otkriveno je 5 planeta oko dva pulsara.

6. Izravno opažanje. Pomoću ove metode možete izračunati planete udaljene od svoje zvijezde na udaljenosti od 10 do 100 astronomskih jedinica. Udaljeni planeti dovoljno su vrući pa slika gravitira prema odabranim zvijezdama. Upečatljiv primjer detekcije bio je planetarni sustav HR 8799. Znanstvenici iz NASA-e sugeriraju da će svemirski teleskop James Webb sa zrcalom od 6,5 metara moći izravno prepoznati egzolpnete i prisutnost njihove atmosfere.

Vrste egzoplaneta koje su otkrili astronomi

Zbog njihove enormne veličine, takve plinovite divove je lakše detektirati u blizini dalekih zvijezda modernim metodama.

Prvi planet plinovitog diva "Vrući Jupiter" postao je 51 Pegasi. Nalazi se u planetarnom sustavu s mirnom zvijezdom udaljenom 50 svjetlosnih godina od Zemlje.

Prvi planet koji kruži oko pulsara PRS B1257+12 otkriven je 1994. pomoću radioteleskopa s udaljenosti od 800 svjetlosnih godina od Zemlje. Pulsar nije jednostavna zvijezda, već brzo rotirajući stroboskop nastao nakon eksplozije supernove. Pretpostavlja se da je ishodište života na takvim planetima izuzetno malo jer egzoplanete nalaze se u zoni ekstremno visokih energija koje emitira pulsar.

Ove vrste planeta imaju masu do 10 Zemljinih masa. Prvi takav otkriveni planet bio je par planeta blizu zvijezde PSR B1257+12.

Vjeruje se da je planet Super-Zemlja izuzetno tektonski. Astronomi sa Sveučilišta Harvard-Smithsonian razvijaju teoriju da takvi planeti imaju tanke tektonske ploče.

Ekscentrični planeti

Sunčev sustav je prilično jasno uravnotežen. Planeti u njemu rotiraju u glatkim orbitama. Otkriveni ekscentrični čudni planeti ne rotiraju u glatkom krugu oko zvijezde. Njihova orbita se ili približava zvijezdi ili se udaljava.

Takvi planeti imaju masu od 10 do 20 puta veću od mase Zemlje, odnosno poput Neptuna ili Urana. Za razliku od "hladnog Neptuna", vrući Neptun je bliže zvijezdi.

Takvi planeti mogu biti dvije vrste. Planet s tekućom vodom koja je potpuno ili gotovo potpuno prekrivena.

Druga opcija bi mogao biti oceanski planet poput "Vrućeg Neptuna", ali smješten bliže zvijezdi. Ovaj raspored sprječava smrzavanje vode. Debljina vodenog sloja može doseći nekoliko tisuća kilometara.

Takvi se planeti nalaze vrlo blizu svojih zvijezda, prekriveni su vrućim kamenjem i lavom. Na njihovim površinama događa se pravi pakao. Primjerice, otkriveni planet Corot-7b je 23 puta bliži zvijezdi od našeg Merkura.

U osnovi, planeti su vezani gravitacijom za zvijezde, ali postoji teorija da se planet pod utjecajem određenih procesa ili sudara može odvojiti od svoje zvijezde i početi slobodno lebdjeti.

Potraga za nastanjivim planetima postala je pravo blago za astronome. Zahvaljujući modernoj opremi, znanstvenici su otkrili niz zvjezdanih sustava s planetima sličnim. Na primjer, zvijezda 55 Rak ima 5 potvrđenih egzoplanete, a od nas je udaljena samo 41 svjetlosnu godinu.

Koji se instrumenti koriste za otkrivanje takvih planeta?

U svemiru.

Kepler– svemirski teleskop, promjer zrcala 0,95 m. Zadatak je istovremeno pratiti 100 zvijezda;

COROT– specijalizirani svemirski teleskop sa zrcalom od 0,3 m. Zadatak je praćenje odraza zvijezda Dopplerovom metodom;

Gaia- svemirski opservatorij. Naručena 2013. za izradu trodimenzionalne karte galaksije Mliječni put, očekuje se da će raditi na potrazi za nastanjivim planetima;

Neki planetarni sustavi s egzoplanetima

• 51 Pegasi je prva zvijezda glavnog niza nalik Suncu za koju je otkriven egzoplanet.
• υ Andromeda je prva zvijezda glavnog niza u kojoj je otkriven višeplanetni sustav.
• Tau Ceti je najbliži otkriveni multiplanetarni sustav (pet planeta, otkriće još nije potvrđeno).
• ε Eridani - ne računajući Sunce, ovo je treća svjetiljka najbližih zvijezda s planetom, vidljiva bez teleskopa.
• 55 Rak - trenutno ima 5 poznatih planeta, od kojih je jedan 55 Rak e, tranzitna vruća super-Zemlja veličine 2 Zemljine.
• μ Oltar - ima jedan od planeta najmanje mase poznatih, Mu Oltar c, koji vjerojatno pripada zemaljskim planetima.
• γ Cephei je prva relativno bliska dvojna zvijezda, čija je jedna komponenta otkrivena planet Gamma Cephei A b.
• Gliese 876 je prvi crveni patuljak kojemu je otkriven planetarni sustav.
• HD 209458 - sadrži jedan od najznačajnijih planeta - HD 209458 b ("Oziris") - "planet koji isparava".
• OGLE-TR-56 je prva zvijezda čiji je planet otkriven tranzitnom metodom.
• OGLE-235/MOA-53 je prvi egzoplanet otkriven zahvaljujući učinku gravitacijske mikroleće.
• 2M1207 je vjerojatno prva slika izvansolarnog planetarnog sustava.
• PSR 1257+12 je pulsar čiji je planetarni sustav prvi otkriven izvan Sunčevog sustava. Vjeruje se da jedan od planeta ima masu samo 0,025 Zemljine.
• HD 188753 je prvi trostruki zvjezdani sustav u kojem je otkriven planet (HD 188753 A b).
• HD 189733 - prvi put u povijesti proučavanja egzoplaneta sastavljena je karta površinskih temperatura za planet HD 189733 A b.
• Gliese 581 c, Gliese 581 d, HD 85512 b i Kepler-22 b su među trenutno poznatim otkrivenim planetima, prilično su slični Zemlji.
• KOI-961 d je trenutno poznata najmanja masa (pouzdano) (listopad 2012.), (<0,9 массы Земли).
• WASP-17 b je prvi otkriveni planet koji kruži oko zvijezde u smjeru suprotnom od rotacije same zvijezde.
• COROT-7 b je prva super-Zemlja (veljača 2009.) otkrivena tranzitnom metodom i ima veličinu od 1,58 veličine Zemlje.
• GJ 1214 b je prvi oceanski planet (teoretski).
• HD 10180 je zvijezda s najvećim brojem otkrivenih planeta. Do travnja 2012. otkriveno je devet planeta.
• Gliese 581 g je planet s velikom vjerojatnošću postojanja tekuće vode.
• Kepler-10 b je prvi željezni planet (gustoća planeta 8,8 g/cm³).
• Kepler-11 je zvijezda koja se nalazi u zviježđu Labuda na udaljenosti od oko 613 parseka od nas. Oko zvijezde kruži najmanje 6 planeta.
• WASP-19 b je planet s orbitalnim periodom oko zvijezde jednakim 0,7888399 zemaljskih dana (18,932 sata).
• WASP-33 b je najtopliji egzoplanet poznat od 2011. Temperatura - 3200 °C.
• WASP-43 b i GJ 1214 b imaju najuže orbite. WASP-43 b je među vrućim Jupiterima, GJ 1214 b je među super-Zemljama. WASP-43 b ima veliku poluos od 0,014 a. e. (2 milijuna km ili 5 zvjezdanih radijusa). Matična zvijezda WASP-43 je zvijezda najmanje mase oko koje su otkriveni vrući divovi. GJ 1214 b ima veliku poluos od 0,014 ± 0,0019 a. e. (orbitalni ekscentricitet manji od 0,27 - slabo eliptična orbita)
• KIC 10905746 b i KIC 6185331 b - prvi put su egzoplanete otkrili “amateri” među nizom podataka koje su prikupili “profesionalci” (projekt Lovci na planete)
• Kepler-20 e i Kepler-20 f prvi su otkriveni egzoplaneti veličine Zemlje ili manji, Kepler-20 e ima samo 0,87, a Kepler-20 f 1,03 Zemljina polumjera. Otkriven teleskopom Kepler
• KOI-961 b, KOI-961 c i KOI-961 d su egzoplanete u blizini crvenog patuljka KOI-961, s radijusom od 0,78, 0,73 i 0,57 Zemljinih radijusa. Radijus KOI-961 d nešto je veći od polumjera Marsa (0,53 polumjera Zemlje).
• HD 37605 c je prvi hladni Jupiter otkriven 2012.
• 47 Velikog medvjeda je sustav koji se sastoji od 3 hladna Jupitera - 47 Velikog medvjeda b, 47 Velikog medvjeda c i 47 Velikog medvjeda d.
• GD 66 b je vjerojatno prvi planet s helijem.

Dugo vremena je problem detekcije planeta u blizini drugih zvijezda bio nerješiv, budući da su planeti izuzetno mali i mutni u usporedbi sa zvijezdama, a same zvijezde su daleko od Sunca (najbliža je na udaljenosti od 4,36 svjetlosnih godina) . Prvi egzoplanete otkrivene su kasnih 1980-ih.

Hipotetski postojeći tip egzoplaneta - oceanski planet s dva satelita kako ga je zamislio umjetnik

Sada su se takvi planeti počeli otkrivati ​​zahvaljujući poboljšanim znanstvenim metodama, često na granicama svojih mogućnosti. Do 20. siječnja 2016. godine pouzdano je potvrđeno postojanje 2049 egzoplaneta u 1297 planetarnih sustava, od kojih 507 ima više od jednog planeta. Treba napomenuti da je broj pouzdanih kandidata za egzoplanete mnogo veći. Tako je prema projektu Kepler od siječnja 2015. postojalo još 4.175 pouzdanih kandidata, no da bi oni dobili status potvrđenih planeta moraju se ponovno registrirati pomoću zemaljskih teleskopa.

Ukupan broj egzoplaneta u Mliječnoj stazi trenutačno se procjenjuje na najmanje 100 milijardi, od kojih je oko 5 do 20 milijardi vjerojatno "slično Zemlji". Također, prema trenutačnim procjenama, oko 34 posto zvijezda sličnih Suncu ima planete u svojim nastanjivim zonama koje se mogu usporediti s .

Egzoplanet Gliese 581d kako ga je zamislio umjetnik

Velika većina otkrivenih egzoplaneta otkrivena je korištenjem raznih neizravnih tehnika otkrivanja, a ne vizualnim promatranjem. Većina poznatih egzoplaneta su plinoviti divovi i sličniji su Zemlji nego Zemlji. Očito je to objašnjeno ograničenjima metoda detekcije (masivne planete kratkog perioda lakše je otkriti).

Povijest otkrića

Broj egzoplaneta otkrivenih različitim metodama: radijsko promatranje pulsara Metoda radijalne brzine Tranzitna metoda Metoda sinkronizacije Vizualno promatranje Gravitacijska leća Astrometrijska metoda

Povijesno gledano, prva izjava o mogućnosti postojanja planetarnog sustava oko neke druge zvijezde bila je poruka kapetana W. S. Jacoba, astronoma u Madras opservatoriju East India Company, iz 1855. godine. Izvijestio je o "velikoj vjerojatnosti" postojanja "planetarnog tijela" u binarnom sustavu 70 Ophiuchi. Kasnije, 1890-ih, astronom Thomas J. J. See sa Sveučilišta u Chicagu i Američke mornaričke zvjezdarnice potvrdio je prisutnost u sustavu 70 Ophiuchi nesvjetlećeg tijela (nevidljivog satelita) s orbitalnim periodom od 36 godina, ali izračuni F. R. Moultona opovrgnuti potvrde koje je dao Xi, dokazujući nestabilnost takvog sustava. Stoga, u ovom trenutku (2014.), postojanje planetarnog sustava oko zvijezde 70 Ophiuchi nije priznato od strane znanosti.

Animacija kronologije otkrića egzoplaneta. Boja točke označava način otvaranja. Vodoravna os je veličine velike poluosi. Vertikalna os je masa. Za usporedbu, planeti Sunčevog sustava označeni su bijelom bojom.

Prvi pokušaji pronalaska izvanzemaljskih planeta bili su povezani s promatranjem položaja obližnjih zvijezda. Još 1916. Edward Barnard otkrio je crvenu zvijezdu koja se "brzo" kretala nebom u odnosu na druge zvijezde. Astronomi su je nazvali Barnardova leteća zvijezda. Ovo je jedna od nama najbližih zvijezda, sa sedam puta manjom masom od Sunca. Po tome je trebao biti uočljiv utjecaj potencijalnih planeta na njega. Početkom 1960-ih Peter Van de Kamp objavio je da je otkrio satelit mase Jupitera. Međutim, J. Gatewood je 1973. utvrdio da se Barnardova zvijezda giba bez oscilacija i stoga nema masivne planete.

U kasnim 1980-ima mnoge skupine astronoma počele su sustavno mjeriti brzine zvijezda najbližih Suncu, provodeći posebnu potragu za egzoplanetima koristeći spektrometre visoke preciznosti.

Prvi su put ekstrasolarni planet (Tadmor) pronašli Kanađani B. Campbell, G. Walker i S. Young 1988. u blizini narančastog poddiva. Gamma Cephei A(Alrai), ali je njegovo postojanje potvrđeno tek 2002. godine.

Godine 1989. supermasivni planet (or) pronašao je D. Latham u blizini zvijezde HD 114762 A. Međutim, njegov planetarni status potvrđen je tek 1999. godine.

Prvi egzoplaneti - Draugr i Poltergeist - otkriveni su u blizini Licha (PSR 1257+12), a otkrio ih je astronom Alexander Volshchan 1991. godine. Ti su planeti prepoznati kao sekundarni, nastali nakon eksplozije.

Astronomi Michel Mayor i Didier Queloz su 1995. ultrapreciznim spektrometrom otkrili kolebanje zvijezde Helvetius (51 Pegasi) s periodom od 4,23 dana. Planet Dimidius koji se njiše nalikuje Jupiteru, ali se nalazi u neposrednoj blizini zvijezde. Među astronomima, planete ove vrste nazivaju "vrući Jupiteri".

Naknadno je mjerenjem radijalne brzine zvijezda i traženjem njihove periodične Dopplerove varijacije (Dopplerova metoda) otkriveno nekoliko stotina egzoplaneta.

U kolovozu 2004. otkriven je prvi planet, vrući Quijote, u zvjezdanom sustavu Cervantesa (μ Oltar). Oko zvijezde obiđe za 9,55 dana, na udaljenosti od 0,09 AJ. To jest, površinska temperatura ~ 900 K (+626 °C), masa ~ 14 Zemljinih masa.

Prva super-Zemlja koja kruži oko normalne zvijezde (ne pulsara) otkrivena je 2005. u blizini zvijezde Gliese 876. Masa joj je 7,5 mase Zemlje.

Godine 2004. snimljena je prva infracrvena slika kandidata za egzoplanet smeđeg patuljka 2M1207.

Dana 13. studenog 2008. prvi je put bilo moguće dobiti sliku cijelog planetarnog sustava odjednom - snimku triju planeta koji kruže oko zvijezde HR 8799 u zviježđu Pegaz. Ovo je prvi planetarni sustav otkriven oko vruće bijele zvijezde ranog spektralnog tipa (A5). Svi dosad otkriveni planetarni sustavi (s izuzetkom planeta oko pulsara) otkriveni su oko zvijezda kasnijih klasa (F-M).

Dana 13. studenoga 2008. izravnim promatranjem prvi je put otkriven planet Dagon oko zvijezde Fomalhaut.

Godine 2011. David Bennett sa Sveučilišta Notre Dame (Indiana, SAD) objavio je otkriće 10 pojedinačnih egzoplaneta sličnih Jupiteru pomoću mikroleća pomoću 1,8-metarskog teleskopa na Sveučilišnom opservatoriju Mount John na Novom Zelandu, na temelju promatranja od 2006.-2007. . Istina, dva od njih mogu biti visokoorbitalni sateliti zvijezda koje su im najbliže.

U rujnu 2011. otkriće dvaju egzoplaneta, KIC 10905746 b i KIC 6185331 b, objavili su astronomi amateri u sklopu projekta Planet Hunters, osmišljenog za analizu podataka prikupljenih teleskopom Kepler. Istodobno se spominjalo 10 kandidata za planete, no tada su samo dva od njih znanstvenici s dovoljnom sigurnošću identificirali kao egzoplanete. Planete su pronašli dobrovoljni sudionici projekta među podacima koje su profesionalni astronomi, iz ovog ili onog razloga, prosijali, a da nije bilo pomoći volontera, ti bi planeti vjerojatno ostali neotkriveni.

Dana 5. prosinca 2011. teleskop Kepler otkrio je prvu super-Zemlju u naseljivoj zoni, Kepler-22 b.

Teleskop Kepler je 20. prosinca 2011. u blizini zvijezde Kepler-20 otkrio prve egzoplanete veličine Zemlje i manje - Kepler-20 e (radijusa 0,87 Zemljine mase i mase od 0,39 do 1,67 Zemljine mase) i Kepler -20 f (0,045 mase Jupitera i 1,03 polumjera Zemlje).

Dana 22. veljače 2012. godine znanstvenici Harvard-Smithsonian centra za astrofiziku, na udaljenosti od 40 svjetlosnih godina od Zemlje, otkrili su prvu super-Zemlju, vjerojatno oceanski planet - GJ 1214 b. Nedavni podaci iz tranzitnih prolaza sugeriraju da GJ 1214 b ima veliku vodikovo-helijsku atmosferu, niske razine metana i sloj oblaka na razini tlaka od 0,5 bara, što ne odgovara svojstvima atmosfere sa stabilnom dominacijom vodena para. Orbitalni period planeta oko zvijezde je 38 sati, udaljenost je oko 2 milijuna kilometara. Temperatura na površini planeta je približno 230 °C. 2015. godine otkriven je egzoplanet sličan mladom Jupiteru.

Instrumenti i projekti za istraživanje egzoplaneta

Astronomski sateliti

Krivulja svjetlosti zvijezde Kepler-6, promjena uzrokovana prolaskom egzoplaneta Kepler-6 b preko diska zvijezde. Prema teleskopu Kepler.

• COROT (ESA) je specijalizirani orbitalni svemirski teleskop od 30 centimetara koji bilježi krivulje svjetlosti mnogih zvijezda dok planeti prolaze ispred njih. Pokrenut 27. prosinca 2006. Trebao se koristiti za otkrivanje desetaka zemaljskih planeta. Do ožujka 2010. COROT je otkrio sedam egzoplaneta i jednog smeđeg patuljka.
• Kepler (NASA) je svemirski teleskop Schmidtovog sustava s promjerom zrcala od 0,95 m, koji može istovremeno pratiti 100 tisuća zvijezda. Pokrenut 7. ožujka 2009. Planirano je otkriti oko 50 planeta veličine identične Zemlji, te oko 600 planeta 2,2 puta većih od Zemlje. Kepler kruži oko Sunca u orbiti polumjera jedne astronomske jedinice. Procijenjeni vijek trajanja utvrđen je na 3,5 godine. Kasnije je objavljeno da će misija biti produžena do 2016. godine, no teleskop je zakazao u svibnju 2013. godine. Do tog vremena Kepler je pouzdano otkrio 132 egzoplaneta. Popis pouzdanih kandidata za ekstrasolarni planet sadržavao je 2740 objekata.
• Gaia je svemirski opservatorij. Uz glavni cilj (izrada trodimenzionalne karte naše galaksije), bit će potrebno vjerojatno otkriti oko 10 tisuća egzoplaneta. U orbitu je lansiran 19. prosinca 2013. godine.

Zemaljske zvjezdarnice

Provođenje nadzora tranzitnom metodom

• SuperWASP je najuspješnije zemaljsko istraživanje. Više od 70 egzoplaneta pronađenih tranzitnom metodom 2012. Sastoji se od 2 zvjezdarnice: SuperWASP-North na zvjezdarnici Roque de los Muchachos na otoku Palma (Kanarski otoci) i SuperWASP-South, koja se nalazi na Južnoafričkom astronomskom opservatoriju. Svaki se sastoji od 8 širokokutnih automatskih teleskopa s otvorom blende od 111 mm.
• Projekt HATNet mreža je od 6 automatskih teleskopa širokog vidnog polja, od kojih su 4 smještena na Zvjezdarnici. Fred Lawrence u Arizoni, 2 - na području Smithsonian Astrophysical Observatory na Havajima. Otkrivena su 33 egzoplaneta (početkom 2012.).

Provođenje promatranja metodom radijalne brzine (Doppler)

• HARPS je spektrograf visoke preciznosti instaliran 2002. godine na 3,6-metarskom teleskopu u zvjezdarnici La Silla u Čileu. Promatranje se provodi metodom radijalne brzine. Dio ESO-a
• Keck Observatory je opservatorij 2 najveća svjetska reflektirajuća teleskopa. Promjer primarnih zrcala (ima ih ukupno tri, u svakom od teleskopa) je 10 metara.

Projekti u razvoju:

• PEGASE - prvotno planiran za 2010.-2012.
• TESS - odobren. Lansiranje 2017.
• EChO - teorijska studija projekta je u tijeku. Ako ga odobri ESA, lansiranje će biti otprilike 2022.
• Svemirski teleskop s velikim otvorom napredne tehnologije (ATLAST) - lansiranje nakon 2025.

Osim svemirskih misija, u budućnosti se planiraju razviti i zemaljski instrumenti. Na primjer, Europski ekstremno veliki teleskop, koji je trenutno u izgradnji, imat će opremu sposobnu proučavati atmosfere egzoplaneta.

Metode traženja egzoplaneta

Nomenklatura

Umjetnički pogled na planet HD 189733 A b

Otkriveni egzoplanete trenutno dobivaju imena koja se sastoje od imena zvijezde oko koje planet kruži i dodatnog malog slova latinične abecede, koje počinje slovom “b” (na primjer: 51 Pegasi b). Sljedećem planetu dodjeljuje se slovo "c", zatim "d" i tako dalje po abecedi. U ovom slučaju, slovo "a" se ne koristi u imenu, jer bi takav naziv podrazumijevao samu zvijezdu. Osim toga, treba obratiti pozornost na činjenicu da planeti dobivaju imena prema redoslijedu otkrića, a ne prema udaljenosti od zvijezde revolucije. To jest, planet "c" može biti bliži zvijezdi od planeta "b", jednostavno je otkriven kasnije (kao, na primjer, u sustavu Gliese 876).

U imenima egzoplaneta bilo je izuzetak. Činjenica je da su se prije otkrića sustava 51 Pegasi 1995. egzoplanete nazivale drugačije. Prvi egzoplaneti otkriveni oko pulsara PSR 1257+12 nazvani su velikim slovima PSR 1257+12 B i PSR 1257+12 C. Osim toga, nakon otkrića novog planeta bliže zvijezdi, nazvan je PSR 1257+12 A, ali ne D. Ti su planeti naknadno preimenovani kako bi se izbjegla zabuna u skladu s modernim sustavom imenovanja egzoplaneta.

Neki egzoplanete imaju dodatne neslužbene " nadimci"(kao što je, na primjer, 51 Pegasus b neformalno nazvan "Bellerophon"). Međutim, u znanstvenoj zajednici, dodjeljivanje službenih osobnih imena planetima trenutno se smatra nepraktičnim i, stoga, nije široko prakticirano.

Svojstva egzoplaneta

Procijenjene veličine planeta Super-Zemlje, ovisno o njihovoj masi i kemijskom sastavu. Primjeri takvih planeta: oceanski planet, većim dijelom sastavljen od vode; Planet željeza, planet ugljika.

Planeti se nalaze u otprilike 10% zvijezda uključenih u programe pretraživanja. Njihov udio raste kako se podaci gomilaju, a tehnike promatranja poboljšavaju.

Usporedba Sunčevog sustava sa sustavom 55 Cancri

Isprva je većina otkrivenih egzoplaneta bili divovski planeti (jer je druge vrste planeta teže otkriti). Međutim, do danas (2012.) otkriveni su mnogi planeti s masama reda veličine mase Neptuna i nižim. Od 2326 kandidata koje je otkrio teleskop Kepler, 207 je približno veličine Zemlje, 680 je super-zemlje, 1181 - Neptun, 203 - veličina usporediva s Jupiterom, a 55 - veća od Jupitera.

Postoji ovisnost broja divovskih planeta o sadržaju teških elemenata (metala) u zvijezdama. Sustave s divovskim planetima također ima pretežno kod zvijezda solarnog tipa (klase K5-F5), dok je kod crvenih patuljaka njihov udio znatno manji (do sada su otkrivena samo tri takva sustava u 200 promatranih crvenih patuljaka). Nedavna otkrića napravljena gravitacijskim mikrolećama ukazuju na široku pojavu sustava s planetima srednje mase poput Neptuna i Neptuna umjesto plinovitih divova. To se prvenstveno odnosi na zvijezde male mase i zvijezde s malim udjelom metala.

Za niz planeta dobivena je procjena njihovog promjera, što omogućuje određivanje njihove gustoće, kao i stvaranje pretpostavki o prisutnosti masivnih jezgri koje se sastoje od teških elemenata. Europski astronomi predvođeni Tristanom Guillotom iz Zvjezdarnice Côte d'Azur (Francuska) otkrili su da kada se uspoređuje gustoća planeta sa sadržajem metala u njihovim zvijezdama, postoji određena korelacija. Planeti formirani oko zvijezda koje su bogate metalima poput našeg Sunca imaju male jezgre, dok planeti čije zvijezde sadrže dva do tri puta više metala imaju puno veće jezgre.

Za egzoplanete koji se kreću u orbitama s velikim ekscentričnostima, čiji unutarnji sadržaj uključuje nekoliko slojeva materije, kao što su slojevi kore, plašta i materijala jezgre, plimne sile mogu osloboditi toplinsku energiju, što može pomoći u stvaranju i održavanju uvjeta povoljnih za život na kozmičko tijelo, a njihova orbita s vremenom može evoluirati u gotovo kružnu.

Zemlji najbliži egzoplanet poznat po uvjetima u 2009. godini je Gliese 581 c, čija je temperatura, prema preliminarnim procjenama, u rasponu od 0-40 °C. Također je teoretski moguće da na ovom planetu postoje rezerve tekuće vode (što implicira mogućnost života).

Neki planetarni sustavi

Upsilon Andromedae d je plinoviti div klase II koji sadrži vodene oblake. Jedno od otvorenih pitanja u egzoplanetologiji je prisutnost plinovitih divova s ​​masivnim mjesecima koji mogu održavati prilično gustu atmosferu. Do sada nije bilo promatranja prisutnosti mjeseca. U umjetnikovom prikazu, mjesec koji sadrži tekući ocean kruži oko Upsilon Andromeda d.

• 51 Pegasi je prva zvijezda glavnog niza nalik Suncu za koju je otkriven egzoplanet.
• υ Andromeda je prva zvijezda glavnog niza u kojoj je otkriven višeplanetni sustav.
• Tau Ceti je najbliži otkriveni multiplanetarni sustav (pet planeta, otkriće još nije potvrđeno).
• ε Eridani - ne računajući Sunce, ovo je treća svjetiljka najbližih zvijezda s planetom, vidljiva bez teleskopa.

Umjetnikov pogled na planet HD 69830 d, s asteroidnim pojasom zvijezde HD 69830 u pozadini

• 55 Rak - trenutno ima 5 poznatih planeta, od kojih je jedan 55 Rak e, tranzitna vruća super-Zemlja veličine 2 Zemljine.
• μ Oltar - ima jedan od poznatih egzoplaneta s najmanjom masom, Mu Oltar c, koji vjerojatno pripada zemaljskim planetima.
• γ Cephei je prva relativno bliska dvojna zvijezda, u čijoj je jednoj od komponenti otkriven planet Gamma Cephei A b.
• Gliese 876 je prvi crveni patuljak kojemu je otkriven planetarni sustav.
• HD 209458 - sadrži jedan od najznačajnijih egzoplaneta - HD 209458 b ("Oziris") - "planet koji isparava".

Umjetnički pogled na zalazak triju svjetiljki na navodnom satelitu planeta HD 188753 A b

• OGLE-TR-56 je prva zvijezda čiji je planet otkriven tranzitnom metodom.
• OGLE-235/MOA-53 je prvi egzoplanet otkriven zahvaljujući učinku gravitacijske mikroleće.
• 2M1207 je vjerojatno prva slika izvansolarnog planetarnog sustava.
• PSR 1257+12 je pulsar čiji je planetarni sustav prvi otkriven izvan Sunčevog sustava. Vjeruje se da jedan od planeta ima masu samo 0,025 Zemljine.
• HD 188753 je prvi trostruki zvjezdani sustav u kojem je otkriven egzoplanet (HD 188753 A b).
• HD 189733 - prvi put u povijesti proučavanja egzoplaneta sastavljena je karta površinskih temperatura za planet HD 189733 A b.
• Gliese 581 c, Gliese 581 d, HD 85512 b i Kepler-22 b - među trenutno poznatim egzoplanetima prilično su slični Zemlji.

Umjetnikov pogled na planet OGLE-2005-BLG-390L b (površinska temperatura −220 °C), koji kruži oko zvijezde 20 000 svjetlosnih godina od Zemlje; planet otkriven gravitacijskim mikrolećama

• KOI-961 d je najmanji (pouzdani) egzoplanet u ovom trenutku (listopad 2012.) (<0,9 массы Земли).
• WASP-17 b je prvi otkriveni planet koji kruži oko zvijezde u smjeru suprotnom od rotacije same zvijezde.
• COROT-7 b je prva super-Zemlja (veljača 2009.) otkrivena tranzitnom metodom i ima veličinu od 1,58 veličine Zemlje.
• GJ 1214 b je prvi oceanski planet (teoretski).
• HD 10180 je zvijezda s najvećim brojem otkrivenih planeta. Do travnja 2012. otkriveno je devet planeta.
• Gliese 581 g je planet s velikom vjerojatnošću postojanja tekuće vode.
• Kepler-10 b je prvi željezni planet (gustoća planeta 8,8 g/cm³).
• Kepler-11 je zvijezda koja se nalazi u zviježđu Labuda na udaljenosti od oko 613 parseka od nas. Oko zvijezde kruži najmanje 6 planeta.
• WASP-19 b je egzoplanet s orbitalnim periodom oko zvijezde jednakim 0,7888399 zemaljskih dana (18,932 sata).
• WASP-33 b je najtopliji egzoplanet poznat od 2011. Temperatura - 3200 °C.
• WASP-43 b i GJ 1214 b imaju najuže orbite. WASP-43 b je među vrućim Jupiterima, GJ 1214 b je među super-Zemljama. WASP-43 b ima veliku poluos od 0,014 a. e. (2 milijuna km ili 5 zvjezdanih radijusa). Matična zvijezda WASP-43 je zvijezda najmanje mase oko koje su otkriveni vrući divovi. GJ 1214 b ima veliku poluos od 0,014 ± 0,0019 a. e. (orbitalni ekscentricitet manji od 0,27 - slabo eliptična orbita)

Planetarni sustav ε Eridanija kako ga je zamislio umjetnik

• KIC 10905746 b i KIC 6185331 b - prvi put su egzoplanete otkrili “amateri” među nizom podataka koje su prikupili “profesionalci” (projekt Lovci na planete)
• Kepler-20 e i Kepler-20 f prvi su otkriveni egzoplaneti veličine Zemlje ili manji, pri čemu Kepler-20 e ima samo 0,87, a Kepler-20 f 1,03 polumjera Zemlje. Otkriven teleskopom Kepler
• KOI-961 b, KOI-961 c i KOI-961 d su egzoplanete blizu crvenog patuljka KOI-961, s radijusima od 0,78, 0,73 i 0,57 Zemljinih radijusa. Radijus KOI-961 d je nešto veći od toga (0,53 Zemljina radijusa).
• HD 37605 c je prvi hladni Jupiter otkriven 2012.
• 47 Velikog medvjeda - sustav koji se sastoji od 3 hladna Jupitera - 47 Velikog medvjeda b, 47 Velikog medvjeda c i 47 Velikog medvjeda d.
• GD 66 b je vjerojatno prvi planet s helijem.
• WASP-12 b je egzoplanet za koji su astronomi iz Rusije proglasili moguće postojanje prvog otkrivenog egzomjeseca (WASP-12 b I).
• HIP 11952 b i HIP 11952 c najstariji su egzoplanete otkriveni oko zvijezde HIP 11952, čija se starost procjenjuje na 12,8 milijardi godina. Prethodno je ovo mjesto zauzimao planet PSR B1620-26 b star 12,7 milijardi godina. Starost planetarnog sustava zvijezde Kapteyn je 11,5 milijardi godina, a zvijezde Kepler-444 11,2 milijarde godina.
• Alpha Centauri B b je Zemlji najbliži egzoplanet (otkriće još nije potvrđeno).
• JMASS J2126-8140 trenutno je najudaljeniji planet od svoje matične zvijezde (siječanj 2016.) - 1 bilijun km (6685 AJ). Do planeta WD 0806-661 b - 375 milijardi km (2500 AJ), do planeta GU Ribe b - 300 milijardi km (cca. 2000 AJ), do planeta HD 106906 b - 97 milijardi km (650 AJ e.) . Planet koji se formira u blizini zvijezde TW Hydra nalazi se na udaljenosti od 12 milijardi km (80 AJ), plinoviti div u blizini zvijezde 59 Djevice je na udaljenosti od 6,5 milijardi km (43,5 AJ).

Posljedice otkrića egzoplaneta

Usporedba sustava Kepler-11 s orbitama Merkura i Venere

Otkriće egzoplaneta omogućilo je astronomima da zaključe: planetarni sustavi uobičajena su pojava u svemiru. Još uvijek ne postoji općeprihvaćena teorija o nastanku planeta, ali sada kada je moguće sumirati statistiku, situacija se na ovom području mijenja na bolje. Većina otkrivenih sustava vrlo se razlikuje od solarnog - najvjerojatnije je to objašnjeno selektivnošću korištenih metoda (najlakše je otkriti kratkoperiodične masivne planete). U većini slučajeva, planeti slični Zemlji i manji po veličini, u ovom trenutku (kolovoz 2012.), mogu se otkriti samo tranzitnom metodom.

"Zatvaranje" egzoplaneta

Pažljivo proučavanje spektra zvijezde WASP-9 pomoću spektrometra visoke preciznosti HARPS otkrilo je tragove spektra druge zvijezde u njoj. Dakle, planet WASP-9 b ne postoji.



Poslušajmo ga...

Poštovani, bilo bi zanimljivo pročitati o egzoplanetima na pristupačnom jeziku, metodama za njihovo otkrivanje i uređajima teleskopa za traženje egzoplaneta. Hvala vam.

Vrlo zanimljivo, osobno nisam znao ništa o ovom konceptu. Otkrijmo zajedno...

Prvo, shvatimo kakve su to planete. Egzoplanet je planet koji se nalazi izvan Sunčevog sustava (grčki prefiks "exo" znači "izvan", "izvan"), alternativni izraz je ekstrasolarni planet. Planeti su u usporedbi sa zvijezdama izuzetno mali i tamni, a same zvijezde su daleko od Sunca (najbliža je udaljena 4,22 svjetlosne godine). Stoga je dugo vremena problem otkrivanja planeta u blizini drugih zvijezda bio nerješiv.

Takvi su planeti prvi put neizravno otkriveni 1990-ih po slabom "migoljenju" zvijezda oko kojih kruže. Do sredine 2001. godine otkriveni su planetarni sustavi oko 58 zvijezda bliskih Suncu i dva radio pulsara, au nekim slučajevima otkriveni su i sustavi nekoliko planeta, ali do sada niti jedan od njih nije izravno promatran i proučavan. Precizna mjerenja kretanja zvijezda omogućuju procjenu masa najvećih članova njezina planetarnog sustava i parametara njihovih orbita. Moguće je da neki egzoplanete nisu dio okozvjezdanih sustava poput Sunčevog sustava, već se sami kreću u međuzvjezdanom prostoru.

Prvo pouzdano izvješće o promatranju planeta smještenog u blizini druge zvijezde došlo je krajem 1995. godine. Samo deset godina kasnije ovo je postignuće nagrađeno "Nobelovom nagradom Istoka" - nagradom Sir Run Run Shaw. Medijski mogul iz Hong Konga već treću godinu poklanja milijun dolara znanstvenicima koji su postigli posebna postignuća u astronomiji, matematici i znanostima o životu, uključujući medicinu. Laureati za astronomiju za 2005. bili su Michel Mayor sa Sveučilišta u Ženevi (Švicarska) i Geoffrey Marcy sa Sveučilišta Kalifornije u Berkeleyu (SAD), koji su primili nagradu na svečanosti u Hong Kongu iz ruku svog osnivača, 98. -stari gospodin Shaw. U vremenu od otkrića prvog egzoplaneta, istraživački timovi predvođeni ovim znanstvenicima otkrili su desetke novih udaljenih planeta, a američki astronomi predvođeni Marcyjem zaslužni su za 70 od prvih 100 otkrića. Time su se svojevrsno osvetili švicarskoj skupini Mayor koja je 1995. dva mjeseca pretekla Amerikance s izvješćem o prvom egzoplanetu.

Tehnologija identifikacije

Prvi koji je kroz teleskop vidio planete u blizini drugih zvijezda bio je nizozemski matematičar i astronom Christiaan Huygens još u 17. stoljeću. Međutim, nije uspio pronaći ništa, budući da ti objekti nisu vidljivi ni moćnim modernim teleskopima. Nalaze se nevjerojatno daleko od promatrača, veličine su im male u usporedbi sa zvijezdama, a reflektirana svjetlost je slaba. I, konačno, nalaze se blizu svoje matične zvijezde. Zato se, promatrajući sa Zemlje, primjećuje samo njezina jarka svjetlost, a zatamnjene točke egzoplaneta jednostavno se "utapaju" u njegovom sjaju. Zbog toga su planeti izvan Sunčeva sustava dugo vremena ostali neprepoznati.

Godine 1995. astronomi Michel Mayor i Didier Queloz sa Sveučilišta u Ženevi, provodeći promatranja na zvjezdarnici Haute-Provence u Francuskoj, prvi su put pouzdano zabilježili egzoplanet. Korištenjem ultrapreciznog spektrometra otkrili su da se zvijezda 51 u zviježđu Pegaz "njiše" s periodom od nešto više od četiri zemaljska dana. (Planet koji kruži oko zvijezde ljulja je svojim gravitacijskim utjecajem, uslijed čega se, zbog Dopplerovog efekta, može uočiti pomak u spektru zvijezde.) Ovo otkriće ubrzo su potvrdili američki astronomi Geoffrey Marcy i Paul Butler. Naknadno je otkriveno još 180 egzoplaneta koristeći istu metodu analize periodičnih promjena u spektrima zvijezda. Nekoliko planeta pronađeno je takozvanom fotometrijskom metodom - povremenom promjenom sjaja zvijezde kada se planet nalazi između zvijezde i promatrača. Ovo je metoda kojom se traže egzoplanete na francuskom satelitu COROT, kao i na američkoj postaji Kepler.

Stanica Kepler

Još uvijek nema pouzdane teorije koja bi objasnila kako nastaju planetarni sustavi zvijezda. O tome postoje samo znanstvene hipoteze. Najčešći od njih sugerira da su Sunce i planeti nastali iz jednog oblaka plina i prašine - rotirajuće kozmičke maglice. Od latinske riječi nebula ("nebula"), ova hipoteza je nazvana "nebular". Začudo, prilično je star - dva i pol stoljeća. Početak modernih ideja o nastanku planeta postavljen je 1755. godine, kada je u Königsbergu objavljena knjiga “Opća prirodna povijest i teorija neba”. Pripadao je peru nepoznatog 31-godišnjeg diplomanta Sveučilišta u Koenigsbergu, Immanuela Kanta, koji je u to vrijeme bio kućni učitelj za djecu zemljoposjednika i predavao na sveučilištu. Vrlo je vjerojatno da je Kant dobio ideju o podrijetlu planeta iz oblaka prašine iz knjige koju je 1749. objavio švedski mistični pisac Emanuel Swedenborg (1688-1772), koji je postavio hipotezu (prema njemu, koju mu je rekao anđeli) o nastanku zvijezda kao rezultat vrtložnog gibanja tvari kozmičke maglice. U svakom slučaju, poznato je da su Swedenborgovu prilično skupu knjigu, u kojoj je iznesena ova hipoteza, kupile samo tri privatne osobe, od kojih je jedna Kant. Kant će kasnije postati poznat kao utemeljitelj njemačke klasične filozofije.

No knjiga o nebu ostala je malo poznata jer je njezin izdavač ubrzo bankrotirao, a gotovo cijela naklada ostala je neprodana. Ipak, Kantova hipoteza o nastanku planeta iz oblaka prašine - izvornog Kaosa - pokazala se vrlo upornom i u kasnijim vremenima poslužila je kao osnova za mnoge teorijske argumente. Godine 1796. francuski matematičar i astronom Pierre-Simon Laplace, očito neupoznat s Kantovim radom, iznio je sličnu hipotezu o nastanku planeta Sunčevog sustava iz plinovitog oblaka i dao njezino matematičko opravdanje. Od tada je Kant-Laplaceova hipoteza postala vodeća kozmogonijska hipoteza, objašnjavajući kako su nastali naše Sunce i planeti. Ideje o plinovito-prašnjavom podrijetlu Sunca i planeta naknadno su pročišćene i dopunjene u skladu s novim saznanjima o svojstvima i strukturi materije.

Danas se pretpostavlja da je formiranje Sunca i planeta počelo prije otprilike 10 milijardi godina. Početni oblak sastojao se od 3/4 vodika i 1/4 helija, a udio svih ostalih kemijskih elemenata bio je zanemariv. Rotirajući oblak postupno se komprimirao pod utjecajem gravitacije. Glavnina materije bila je koncentrirana u njegovom središtu, koje se postupno zgušnjavalo do takvog stanja da je započela termonuklearna reakcija uz oslobađanje velike količine topline i svjetlosti, odnosno planula je zvijezda - naše Sunce. Ostaci oblaka plina i prašine, rotirajući oko njega, postupno su stekli oblik ravnog diska. U njemu su se počeli pojavljivati ​​ugrušci gušće materije, koji su se tijekom milijardi godina "pomiješali" u planete. Štoviše, planeti su se prvi put pojavili u blizini Sunca. Bile su to relativno male tvorevine velike gustoće - željezno-kamene i kamene sfere - terestrički planeti. Nakon toga, divovski planeti, koji se uglavnom sastoje od plinova, formiraju se u području udaljenijem od Sunca. Tako je izvorni disk prašine prestao postojati, pretvarajući se u planetarni sustav. Prije nekoliko godina pojavila se hipoteza geologa akademika A.A. Marakuševa, prema kojemu se pretpostavlja da su i zemaljski planeti u prošlosti bili okruženi prostranim plinovitim ljuskama i izgledali poput divovskih planeta. Postupno su ti plinovi odneseni prema rubnim dijelovima Sunčevog sustava, au blizini Sunca ostale su samo čvrste jezgre nekadašnjih divovskih planeta, koji su sada planeti terestričke skupine. Ova hipoteza odjekuje najnovijim podacima o egzoplanetima, koji su kugle plina smještene vrlo blizu svojih zvijezda. Možda će u budućnosti, pod utjecajem zagrijavanja i strujanja zvjezdanog vjetra (čestice plazme velike brzine koje emitira zvijezda), izgubiti moćnu atmosferu i pretvoriti se u blizance Zemlje, Venere i Marsa.

Egzoplanete su vrlo neobične. Neki se kreću duž jako izduženih orbita, što dovodi do značajnih promjena temperature, dok se drugi, zbog svoje izuzetno blizine zvijezde, konstantno zagrijavaju do +1200°C. Postoje egzoplanete koje naprave punu revoluciju oko svoje zvijezde u samo dva zemaljska dana, tako se brzo kreću u svojim orbitama. Preko nekih, dva ili čak tri "sunca" sjaje odjednom - ti se planeti okreću oko zvijezda koje su dio sustava od dvije ili tri zvijezde smještene blizu jedna drugoj. Tako raznolika svojstva egzoplaneta isprva su zapanjila astronome. Morali smo preispitati mnoge utvrđene teorijske modele nastanka planetarnih sustava, jer se moderne ideje o formiranju planeta iz protoplanetarnog oblaka materije temelje na strukturnim značajkama Sunčevog sustava. Vjeruje se da su u najtoplijem području blizu Sunca ostali vatrostalni materijali - metali i stijene, od kojih su nastali zemaljski planeti. Plinovi su pobjegli u hladnije, udaljenije područje, gdje su se kondenzirali u divovske planete. Neki od plinova koji su završili na samom rubu, u najhladnijem području, pretvorili su se u led, formirajući mnoštvo sićušnih planetoida. Međutim, među egzoplanetima opaža se potpuno drugačija slika: plinoviti divovi nalaze se gotovo blizu svojih zvijezda.

Većina otkrivenih egzoplaneta su divovske kugle plina slične Jupiteru, s tipičnom masom od oko 100 Zemljinih masa. Ima ih oko 170, odnosno 90% od ukupnog broja. Među njima postoji pet sorti. Najčešći su "vodeni divovi", nazvani tako jer bi, sudeći po njihovoj udaljenosti od zvijezde, njihova temperatura trebala biti jednaka Zemljinoj. Stoga je prirodno očekivati ​​da su obavijeni oblacima vodene pare ili ledenih kristala. Sve u svemu, ova 54 cool "vodena diva" trebala bi izgledati poput plavkasto-bijelih kuglica. Sljedeća najčešća su 42 "vruća Jupitera". Vrlo su blizu svojih zvijezda (10 puta bliže nego što je Zemlja od Sunca), pa im je temperatura od +700 do +1200°C. Smatra se da imaju smeđe-ljubičastu atmosferu s tamnim prugama oblaka od grafitne prašine. Nešto je hladnije na 37 egzoplaneta s plavkasto-lila atmosferom, nazvanim "topli Jupiteri", čije se temperature kreću od +200 do +600 °C. Postoji 19 "divova sumporne kiseline" koji se nalaze u još hladnijim područjima planetarnih sustava. Pretpostavlja se da su obavijeni oblakom kapljica sumporne kiseline - kao na Veneri. Spojevi sumpora mogu ovim planetima dati žućkasto-bijelu boju. Već spomenuti "vodeni divovi" nalaze se još dalje od odgovarajućih zvijezda, au najhladnijim područjima nalazi se 13 "Jupiterovih blizanaca", koji su po temperaturi slični pravom Jupiteru (od -100 do -200 °C na vanjskoj strani površina sloja oblaka) i, vjerojatno, izgledaju otprilike isto - s plavkasto-bijelim i bež prugama oblaka, prošaranih bijelim i narančastim mrljama velikih vrtloga.
Osim divovskih plinovitih planeta, u posljednje dvije godine otkriveno je desetak manjih egzoplaneta. Po masi su usporedivi s "malim divovima" Sunčevog sustava - Uranom i Neptunom (od 6 do 20 Zemljinih masa). Astronomi su ovu vrstu nazvali "Neptuni". Među njima postoje četiri sorte. “Vrući Neptuni” su najčešći, a otkriveno ih je devet. Nalaze se vrlo blizu svojih zvijezda i stoga su vrlo vruće. Pronađena su i dva "hladna Neptuna", ili "ledeni divovi", slični Neptunu iz Sunčevog sustava. Osim toga, dvije "super-Zemlje" također su klasificirane kao ovaj tip - masivni planeti zemaljskog tipa koji nemaju tako gustu i gustu atmosferu kao oni divovskih planeta. Jedna od “superzemalja” smatra se “vrućom”, po svojim karakteristikama podsjeća na planet Veneru s vrlo vjerojatnom vulkanskom aktivnošću. Na drugom, "hladnom", pretpostavlja se postojanje vodenog oceana, zbog čega je već neslužbeno nazvan Oceanid. Općenito, egzoplanete još nemaju vlastita imena i označavaju se slovom latinične abecede dodanim broju zvijezde oko koje kruže. Hladna Super-Zemlja je najmanji od egzoplaneta. Otkrivena je 2005. godine kao rezultat zajedničkog istraživanja 73 astronoma iz 12 zemalja. Promatranja su obavljena u šest zvjezdarnica - u Čileu, Južnoj Africi, Australiji, Novom Zelandu i na Havajskim otocima. Ovaj je planet iznimno daleko od nas — 20 000 svjetlosnih godina.

Naravno, najveće zanimanje izazivaju oni egzoplanete na kojima možda postoji život. Da biste namjerno krenuli u potragu za "braćom po umu" u svemiru, prvo morate pronaći planet sa čvrstom površinom na kojem bi hipotetski mogli živjeti. Malo je vjerojatno da izvanzemaljci lete unutar atmosfera plinovitih divova ili plivaju u dubinama oceana. Uz tvrdu podlogu potrebna je i ugodna temperatura, kao i odsutnost štetnih zračenja koja su nespojiva sa životom (barem s nama poznatim oblicima života). Planeti koji imaju vodu smatraju se nastanjivim. Stoga bi prosječna temperatura na njihovoj površini trebala biti oko 0°C (može znatno odstupati od te vrijednosti, ali ne prijeći +100°C). Na primjer, prosječna temperatura na površini Zemlje je +15°C, a raspon fluktuacija je od -90 do +60°C. Područja svemira s uvjetima povoljnim za razvoj života kakav poznajemo na Zemlji astronomi nazivaju "naseljivim zonama". Terestrički planeti i njihovi sateliti koji se nalaze u takvim zonama najvjerojatnija su mjesta za manifestaciju izvanzemaljskih oblika života. Pojava povoljnih uvjeta moguća je u slučajevima kada se planet nalazi u dvije nastanjive zone odjednom - okozvjezdanoj i galaktičkoj.

Okozvjezdana nastanjiva zona (ponekad se naziva i "ekosfera") je zamišljena sferna ljuska oko zvijezde unutar koje temperatura na površini planeta dopušta prisutnost vode. Što je zvijezda toplija, to je takva zona dalje od nje. U našem Sunčevom sustavu takvi uvjeti postoje samo na Zemlji. Njemu najbliži planeti, Venera i Mars, nalaze se točno na granicama ovog sloja – Venera je na vrućoj, a Mars na hladnoj strani. Dakle, položaj Zemlje je vrlo povoljan. Da je bliže Suncu, oceani bi isparili, a površina bi postala vruća pustinja. Dalje od Sunca dogodit će se globalna glacijacija i Zemlja će se pretvoriti u mraznu pustinju. Galaktička nastanjiva zona je ono područje svemira koje je sigurno za manifestaciju života. Takvo područje mora biti dovoljno blizu središta galaksije da sadrži mnoge teške kemijske elemente potrebne za formiranje stjenovitih planeta. Istodobno, ovo područje mora biti na određenoj udaljenosti od središta galaksije kako bi se izbjegle eksplozije zračenja koje nastaju tijekom eksplozija supernove, kao i katastrofalni sudari s brojnim kometima i asteroidima, koji mogu biti uzrokovani gravitacijskim utjecajem. zvijezda lutalica. Naša galaksija, Mliječni put, ima nastanjivu zonu udaljenu otprilike 25 000 svjetlosnih godina od središta. Još jednom smo imali sreće da se Sunčev sustav nalazi u prikladnom području Mliječnog puta, koji prema astronomima uključuje samo oko 5% svih zvijezda naše Galaksije.
Buduće potrage za zemaljskim planetima u blizini drugih zvijezda, planirane uz pomoć svemirskih postaja, usmjerene su upravo na takva područja pogodna za život. To će znatno ograničiti područje potrage i dati nadu za otkriće života izvan Zemlje. Već je sastavljena lista od 5000 zvijezda koje najviše obećavaju. Prvo će se proučavati okruženje 30 zvijezda s ovog popisa čiji se položaj smatra najpovoljnijim za nastanak života.

Na temelju svoje mase svi planeti se dijele u 3 vrste: divovi (kao što su Jupiter i Saturn), neptuni (kao što su Uran i Neptun) i planeti zemaljske grupe, odnosno zemlje (kao što su Zemlja i Venera). Granica između divova i Neptuna ide linijom pojave metalnog vodika u unutrašnjosti planeta (oko 60 Zemljinih masa ili 0,19 Jupiterovih masa). Granica između Neptuna i Zemlje prilično je proizvoljno povučena duž 7 Zemljinih masa (jednostavno zato što je Uran sa svojih 14 Zemljinih masa još uvijek čisti Neptun, a Zemlja je već očito zemaljski planet). Moguće je da u rasponu od 3-10 Zemljinih masa postoje planeti čija se svojstva oštro razlikuju i od svojstava Neptuna i od svojstava zemaljskih planeta, ali dok se stvarno ne otkriju, nećemo umnožiti entitete iznad onoga što je potrebno .

Postoje mnoge važne razlike između divovskih planeta, s jedne strane, i Neptuna, s druge strane, osim mase. Dakle, kemijski sastav divovskih planeta blizak je zvjezdanom kemijskom sastavu, tj. sastoje se pretežno od vodika i helija s malim (nekoliko posto) primjesa teških elemenata. Neptuni se sastoje uglavnom od leda (vodeni led, metan, amonijak i sumporovodik) s primjetnim primjesama stijena (silikati i aluminosilikati), količina vodika i helija u njihovom sastavu ne prelazi 15-20%. Konačno, zemaljski planeti lišeni su ne samo vodika i helija, već u velikoj mjeri i leda, te se uglavnom sastoje od silikata s primjesom željeza.

Sažmimo svojstva planeta ovisno o njihovoj masi.

1. Divovski planeti, mase u rasponu od 0,19 do 13 Jupiterovih masa. Razlikuju se gotovo zvjezdanim kemijskim sastavom, t.j. sastoje se uglavnom od vodika i helija. Brzo se okreću. Zbog kolosalnog pritiska u utrobi planeta, vodik prelazi u metalnu fazu (ili, drugim riječima, degenerira se). Polumjer planeta, počevši od 0,3 Jupiterove mase do granice smeđih patuljaka (13 Jupiterovih masa), blizu je polumjera Jupitera, odnosno približno 10-11 puta više od polumjera Zemlje. Iznimka je tzv "Vrući Jupiteri" su divovski planeti koji se nalaze blizu svoje zvijezde i imaju efektivnu temperaturu iznad 1000 K. Snažno zagrijana svjetlom obližnje zvijezde, njihova se atmosfera širi, povećavajući prividni polumjer planeta na 1-1,4 polumjera Jupitera. Prosječna gustoća divova varira od 0,28 g/cc (najrjeđi vrući Jupiter) do 12 g/cc (najmasivniji divovski planeti mase 10-12 Jupitera). Druga brzina bijega ovih planeta prelazi 37 km/s i obično iznosi 45-70 km/s. Najvjerojatnije svi divovski planeti imaju jako magnetsko polje, koje se pojačava kako se masa planeta povećava.
U Sunčevom sustavu divovski planeti su Jupiter i Saturn.

2. Neptuni, masa u rasponu od 7 do 60 masa Zemlje (0,022 - 0,19 masa Jupitera). Sastoje se uglavnom od leda (voda, amonijak, metan, sumporovodik) i stijena, čineći oko četvrtinu ukupne mase planeta. Udio vodika i helija u sastavu planeta ne prelazi 15-20%. Tlak u dubini nije dovoljan da vodik prijeđe u metalnu fazu. Radijus je blizu 4 radijusa Zemlje. Prosječna gustoća je 1,3-2,2 g/cc, druga brzina bijega je 18-30 km/s. Magnetsko polje se jako razlikuje od dipolnog polja (na primjer, planet može imati dva sjeverna i dva južna pola).
U Sunčevom sustavu Neptuni su Uran i Neptun.

3. Zemaljski planeti, mase manje od 7 Zemljinih masa. Sastoje se uglavnom od silikata (komponenta stijena) i željeza. Prosječna gustoća 3,5-6 g/cc. Radijus je manji od 2 polumjera Zemlje.
U Sunčevom sustavu zemaljski planeti su Merkur, Venera, Zemlja i Mars.

Sada pogledajmo TOP 10 pronađenih egzoplaneta.

Prvi planet izvan našeg sunčevog sustava astronomi su otkrili 1989. godine. Bio je to PSR 1257+12 b, koji je kružio oko pulsara. Tijekom proteklog vremena pokazalo se da su većina otkrivenih egzoplaneta - a ima ih više od 500 - takozvani vrući Jupiteri, odnosno plinoviti divovi, od kojih su mnogi u orbitama vrlo blizu svojih matičnih zvijezda. Međutim, to je prirodno, budući da se postojeće metode traženja ekstrasolarnih planeta temelje ili na ultrapreciznom mjerenju vibracije zvijezde pod utjecajem gravitacije planeta (metoda radijalne brzine), ili na bilježenju promjena sjaja planeta. zvijezda u trenutku kada planet prolazi ispred njenog diska (metoda tranzita) Dakle, već je otkriveno više od 500 ekstrasolarnih svjetova u kojima niti jedan planet nije potpuno isti. Ali to je ljepota našeg svemira koji nas oduševljava bujnošću različitosti. Pozivamo vas da se upoznate s deset najzanimljivijih, prema urednicima web stranice kosmos-x.net.ru, egzoplaneta koje su otkrili astronomi.

Gliese 581g. Ilustracija Zina Deretsky, National Science.

Gliese 581g- planet koji kruži oko zvijezde Gliese 581 na udaljenosti od oko 20 svjetlosnih godina od Zemlje. Gliese 581g nalazi se u "naseljivoj zoni", odnosno na takvoj udaljenosti od zvijezde da prima potrebnu količinu zvjezdane energije za postojanje tekuće vode na njoj. Neki astronomi vjeruju da sustav Gliese 581 nema četiri, već šest planeta.

Nazvan TrES-4. Ilustracije Jeffrey Halla, Lowell Observatory.

Nazvan TrES-4- plinoviti div na udaljenosti od 1400 svjetlosnih godina od nas, rotira u orbiti vrlo blizu svoje zvijezde i dovršava puni krug oko nje u samo tri dana. S promjerom 1,7 puta većim od Jupiterovog, nazvan TrES-4 pripada klasi "natečenih" planeta koji imaju ekstremno nisku gustoću.

Upsilon Eridani b. NASA, ESA, G.F. Benedict (Sveučilište Texas, Austin).

Upsilon Eridani b je egzoplanet otkriven oko Sunčeve zvijezde Upsilon Eridani, koja je od Zemlje udaljena samo 10,5 svjetlosnih godina. Toliko nam je blizu da će ga astronomi uskoro moći fotografirati. Upsilon Eridani b nalazi se predaleko od svoje zvijezde da bi tamo postojala tekuća voda, ali znanstvenici vjeruju da to nije jedini planet u sustavu Upsilon Eridani - možda postoje i drugi svjetovi u nastanjivoj zoni.

CoRoT-7b. Ilustracija ESO/L. Calcada.

CoRoT-7b je prvi stjenoviti svijet otkriven izvan našeg sunčevog sustava. Iako je u stvarnosti ovo pravi pakao. Planet, koji je udaljen 400 svjetlosnih godina, ima polumjer gotovo pet puta veći od Zemljinog i klasificiran je kao "super-Zemlja". Nalazi se u orbiti vrlo blizu matične zvijezde (0,0172 astronomske jedinice), a orbitalni period mu je oko 20 sati. Temperatura na osvijetljenoj strani planeta je izuzetno visoka: oko 2000 °C.

HD 188753 Ab. Ilustracija NASA/JPL's Planetquest/Caltech.

HD 188753 Ab- vrući plinski div, koji se također naziva Tatooine (sjetite se filma J. Lucasa "Ratovi zvijezda"). Međutim, za razliku od zapanjujućeg zalaska sunca s dvije zvijezde koje je vidio mladi Luke Skywalker, na nebu HD 188753 Ab mogu se vidjeti tri sunca, jer se planet nalazi u sustavu s tri zvijezde na udaljenosti od približno 149 svjetlosnih godina od Zemlje . Također je prilično vruće jer kruži vrlo blizu glavne zvijezde, završavajući orbitu za samo 3,5 dana.

OGLE-2005-BLG-390L b. Ilustracija ESO.

egzoplanet OGLE-2005-BLG-390L b s površinskom temperaturom od -220 stupnjeva Celzijusa, to je najhladniji svijet koji su astronomi ikada pronašli. S promjerom 5,5 puta većim od Zemljinog, OGLE-2005-BLG-390L B je klasificiran kao "super-Zemlja" i kruži oko zvijezde crvenog patuljka 28.000 svjetlosnih godina od Zemlje.

WASP-12b. Ilustracija ESA/NASA/Frederic Pont, Ženevski sveučilišni opservatorij.

WASP-12b, poput većine poznatih egzoplaneta koje su otkrili astronomi, veliki je plinoviti svijet udaljen oko 870 svjetlosnih godina od Zemlje. Egzoplanet je gotovo dvostruko veći od Jupitera. WASP-12b kruži oko svoje zvijezde na vrlo maloj udaljenosti - nešto više od 1,5 milijuna kilometara - i najtopliji je planet, s površinskom temperaturom od oko 2200 °C.

POMETI-10. NASA ilustracija.

POMETI-10- egzoplanet koji ima najkraće razdoblje revolucije oko zvijezde poznato znanstvenicima: jednu revoluciju napravi za samo 10 sati. Nalazi se na udaljenosti od oko 22.000 svjetlosnih godina od Zemlje.

Coku Tau 4. NASA ilustracija.

Coku Tau 4- jedan od najmlađih egzoplaneta, star manje od milijun godina. Nalazi se oko 420 svjetlosnih godina od Zemlje. Astronomi su zaključili postojanje ovog planeta nakon što su otkrili rupu u disku prašine koji okružuje zvijezdu. Rupa, 10 puta veća od Zemlje, vrti se oko zvijezde i vjerojatno je nastala kao rezultat rotacije planeta, čisteći prostor oko sebe od prašine i plina.

HD 209458 b. Ilustracija NASA-e, ESA-e i G. Bacona (STScI).

HD 209458 b (Oziris)- planet kometa koji se nalazi na udaljenosti od 153 svjetlosne godine od Zemlje. Teži nešto manje od Jupitera i puni krug oko zvijezde izvrši za samo 3,5 dana. Otkriveno je da Oziris ima dugi pramen plina iz vlastite atmosfere. Analiza ovog "repa" pokazala je da sadrži i lake i teške elemente (poput ugljika i silicija). Istodobno, temperatura atmosfere je oko 1.226 stupnjeva Celzijusa. To je znanstvenicima omogućilo pretpostavku da je planet toliko zagrijan svojom zvijezdom da čak i teški elementi mogu napustiti njegovu atmosferu.

Kako se pronalaze takvi planeti?

Pretpostavimo da je promatrač na nama najbližoj zvijezdi, Alpha Centauri, i da gleda prema Sunčevom sustavu. Tada će mu naše Sunce sjati kao zvijezda Vega na zemaljskom nebu. A svjetlina planeta će se pokazati vrlo slabom: Jupiter će biti "zvijezda" veličine 23 magnitude, Venera - 24 magnitude, a Zemlja i Saturn - 25 magnitude. Općenito govoreći, najveći moderni teleskopi bili bi u stanju otkriti takve blijede objekte da na nebu u njihovoj blizini nema sjajnih zvijezda. Ali za dalekog promatrača, Sunce se uvijek nalazi pored planeta: za astronoma iz Alpha Centaura, kutna udaljenost Jupitera od Sunca ne prelazi 4 lučne sekunde, a između Venere i Sunca je samo 0,5 lučnih sekundi. sek. Za moderne teleskope, uočavanje izuzetno blijede zvijezde tako blizu sjajne zvijezde nemoguć je zadatak. Astronomi sada dizajniraju instrumente koji mogu riješiti ovaj problem. Na primjer, slika sjajne zvijezde može se prekriti posebnim zaslonom tako da njezina svjetlost ne ometa proučavanje obližnjeg planeta. Takav uređaj naziva se "zvjezdani koronograf"; njegov je dizajn sličan Lyo koronagrafu za pomrčinu Sunca. Druga metoda uključuje "prigušivanje" svjetlosti zvijezde zbog učinka interferencije njezinih svjetlosnih zraka koje prikupljaju dva ili više obližnjih teleskopa - takozvani "zvjezdani interferometar". Budući da se zvijezda i planet koji se nalazi uz nju promatraju u malo različitim smjerovima, pomoću zvjezdanog interferometra (promjenom udaljenosti između teleskopa ili odabirom pravog trenutka promatranja) moguće je gotovo potpuno ugasiti svjetlost zvijezde i, u isto vrijeme, pojačajte svjetlost planeta. Oba opisana instrumenta - koronagraf i interferometar - vrlo su osjetljivi na utjecaj Zemljine atmosfere, pa će za uspješan rad po svemu sudeći morati biti isporučeni u nisku Zemljinu orbitu.

Postoje i metode kao npr
- Mjerenje sjaja zvijezda
- Mjerenje položaja zvijezde
- Mjerenje brzine zvijezde
- Astrometrijsko pretraživanje

Više od 150 astronoma trenutno traga za egzoplanetima u raznim zvjezdarnicama diljem svijeta, uključujući najproduktivniju znanstvenu grupu J. Marcyja i grupu M. Majora. Kako bi razvila terminologiju i koordinirala napore u ovom području, Međunarodna astronomska unija (IAU) stvorila je Radnu skupinu za ekstrasolarne planete (vidi http://www.ciw.edu/IAU/div3/wgesp/), čiji je prvi voditelj bio izabran američki teorijski astronom Alan Boss (A.Boss). Predložena je privremena terminologija, prema kojoj bi se "planetom" trebalo zvati tijelo s masom manjom od 13 Mu koje kruži oko zvijezde solarnog tipa; isti objekti, ali koji se slobodno kreću u međuzvjezdanom prostoru, trebali bi se zvati "smeđi podpatuljci" (sub-smeđi patuljci). Sada se ovaj izraz koristi u odnosu na nekoliko desetaka izuzetno slabih objekata pronađenih 2000.-2001. u Orionovoj maglici i koji nisu povezani sa zvijezdama. Emitiraju prvenstveno u infracrvenom zračenju i vjerojatno će svojom masom pasti između smeđih patuljaka i divovskih planeta. O njima se još ništa određeno ne može reći.

U 2013. godini u sklopu zajedničkog projekta SAD-a, Kanade i Europe planira se lansirati veliki svemirski teleskop JWST (James Webb Space Telescope). Ovaj div sa zrcalom promjera 6 metara, koji nosi ime bivšeg direktora NASA-e, trebao bi zamijeniti veterana svemirske astronomije - teleskop Hubble. Među njegovim zadacima bit će i potraga za planetima izvan Sunčeva sustava. Iste godine bit će lansiran kompleks od dvije automatske TPF (Terrestrial Planet Finder) stanice, dizajnirane isključivo za promatranje atmosfera egzoplaneta sličnih našoj Zemlji. Uz pomoć ove svemirske zvjezdarnice planira se tražiti nastanjive planete, analizirajući spektre njihovih plinskih omotača kako bi se detektirali vodena para, ugljični dioksid i ozon – plinovi koji ukazuju na mogućnost života. Konačno, 2015. Europska svemirska agencija poslat će flotu Darwinovih teleskopa u svemir, dizajniranih za traženje znakova života izvan Sunčevog sustava analizom sastava atmosfere egzoplaneta.

Bude li istraživanje egzoplaneta u svemiru išlo prema planu, onda za desetak godina možemo očekivati ​​prve pouzdane vijesti o planetima pogodnim za život - podatke o sastavu atmosfere oko njih, pa čak i podatke o strukturi njihovih površina.

Sve u svemu, otkriće prvih ekstrasolarnih planetarnih sustava bilo je jedno od najvećih znanstvenih dostignuća 20. stoljeća. Najvažniji problem je riješen - Sunčev sustav nije jedinstven; formiranje planeta u blizini zvijezda prirodni je stadij njihove evolucije. Istodobno postaje jasno da je Sunčev sustav netipičan: njegovi divovski planeti, koji se kreću kružnim orbitama izvan “zone života” (područja umjerenih temperatura oko Sunca), dopuštaju zemaljske planete, među kojima je i Zemlja. , postojati u ovoj zoni dugo vremena - ima biosferu. Očigledno, drugi planetarni sustavi rijetko imaju ovu kvalitetu.

obiđite ISS

28.03.2018 18:47 1024

Mnogi od vas se zanimaju za astronomiju, čitaju razne knjige i gledaju filmove o svemiru. Možda ste ikada čuli da znanstvenici neke planete nazivaju egzoplanetima. Ali sada ćemo saznati što su egzoplanete.

Riječ "exo" na grčkom znači "izvan" ili "izvan". Iz ovih riječi proizlazi da su egzoplanete planete koje se nalaze izvan našeg sunčevog sustava.

Znanstvenici su takve planete počeli primjećivati ​​krajem 1980-ih, kada su se pojavili snažni uređaji koji su to omogućili. Astronomima su u proučavanju egzoplaneta veliku pomoć pružili svemirski teleskopi – umjetni sateliti koji su izumljeni za otkrivanje novih planeta. Znanstvenici su otkrili mnoge egzoplanete pomoću moćnih optičkih teleskopa postavljenih na raznim zvjezdarnicama.

Istraživači dijele egzoplanete u dvije vrste: zemaljske egzoplanete i plinske egzoplanete. Zemaljski planeti sastoje se od željeza, aluminija, magnezija i kisika. Zbog toga imaju veliku gustoću i tvrdu površinu. Plinoviti divovi sastoje se od raznih plinova: vodika, metana, helija. Na takvim planetima nećete moći hodati jer nemaju čvrstu površinu. Ako se spustite na takav planet, možete pasti u njega, kao da letite kroz oblake. Ali što dublje idete, to se više povećava pritisak, koji može jednostavno zgnječiti predmet. U našem Sunčevom sustavu zemaljski planeti uključuju Merkur, Veneru, Zemlju i Mars, a plinoviti divovi uključuju Jupiter, Saturn, Uran i Neptun.

Zemaljski egzoplaneti podijeljeni su u različite klase, kao što su super-Zemlja, oceanski planet, željezni planet i mnogi drugi.

Super-Zemlje su planeti čija je masa veća od mase Zemlje, ali manja od mase plinovitih divova. Među superzemljama može se istaknuti planet Gliese 581c. Kruži oko zvijezde Gliese 581 (njegovo sunce) u zviježđu Vaga. Ovaj planet je otkriven 2007. godine u zvjezdarnici La Silla, koja se nalazi u Čileu. Egzoplanet Gliese 581c po veličini je sličan našem planetu. Nalazi se otprilike 20 svjetlosnih godina od Zemlje. Zahvaljujući raznim proračunima, astronomi su uspjeli saznati da na ovom planetu može postojati atmosfera, površinska temperatura je oko 100 0 C, a jedna godina traje samo 13 zemaljskih dana. Znanstvenici sugeriraju da bi voda mogla postojati na ovom egzoplanetu.

Oceanski planet je egzoplanet koji je potpuno prekriven vodom. Astronomi su do sada otkrili samo jedan takav planet sa složenim imenom GJ 1214 b, koji odgovara ovom nazivu. Nalazi se u zviježđu Zmijonosca.

Željezni planeti su vrsta planeta koja ima veliku količinu metala u svojoj jezgri. Primjer takvog planeta je egzoplanet Kepler-10 b u zviježđu Zmaj.

Plinoviti egzoplanete također se dijele u različite klase: vrući Neptun, super-Jupiter i drugi.

Vrući Neptun je klasa egzoplaneta koji su po veličini i masi slični Neptunu i Uranu i vrlo su blizu svojoj zvijezdi (udaljenost manja od jedne astronomske jedinice). Planet Gliese 436 b pripada upravo takvoj klasi egzoplaneta. Nalazi se u zviježđu Lava, 33 svjetlosne godine od naše Zemlje. Ovaj planet se uglavnom sastoji od vode. Zbog blizine svoje zvijezde (svog Sunca), temperatura na planeti je oko 300 0 C! Međutim, voda na ovoj temperaturi ne isparava, već je u krutom stanju (led). Sve je to zbog ogromne sile gravitacije na ovom planetu. Stvara vrlo visok tlak, koji sabija molekule vode, pretvarajući ih u vrući led. Sile gravitacije sprječavaju topljenje leda.

Super-Jupiter je vrsta egzoplaneta čija veličina i masa premašuju veličinu najvećeg planeta u našem Sunčevom sustavu, Jupitera. Primjer takvog egzoplaneta je planet Kepler-419 c. Nalazi se u zviježđu Labuda, na udaljenosti od 2544 svjetlosne godine od Zemlje.

Kao što ste već primijetili, svi gore navedeni egzoplanete imaju vrlo čudna i složena imena koja se teško pamte. Činjenica je da su posljednjih godina znanstvenici uspjeli otkriti nekoliko tisuća novih egzoplaneta, a za svaki je bilo teško smisliti ime. Stoga su odlučili nazvati egzoplanete po zvijezdama (njihovom Suncu) oko kojih kruže. I astronomi su počeli dodavati jedno slovo imenu zvijezde. Na primjer, planet Kepler-419 c kruži oko zvijezde (njegovog Sunca) Kepler-419.

Egzoplanet je planet koji se nalazi izvan našeg sunčevog sustava. Tisuće sličnih objekata otkrivene su tijekom posljednja dva desetljeća, uglavnom pomoću NASA-inog svemirskog teleskopa Kepler.

Egzoplanet - što je to?

Oni se značajno razlikuju po veličini i orbiti. Neki od njih su divovski planeti koji kruže blizu svojih zvijezda. Neki su prekriveni ledom, drugi kamenjem. NASA i druge agencije traže posebnu vrstu planeta: žele egzoplanet nalik Zemlji koji kruži oko zvijezde nalik Suncu koja se nalazi u nastanjivoj zoni.

Naseljiva zona je raspon udaljenosti od zvijezde na kojoj temperatura planeta dopušta postojanje tekućih oceana vode, što je kritično za život. Najranija definicija zone temeljila se na jednostavnoj toplinskoj ravnoteži, ali moderni izračuni uključuju mnoge druge čimbenike, uključujući efekt staklenika atmosfere planeta. Zbog toga su granice nastanjive zone nejasne.

Teorija o postanku života

Iako je egzoplanet otkriće iz 1990-ih godina, astronomi su godinama bili uvjereni u njihovo postojanje. Oni ne samo da su vjerovali, već su svoje zaključke temeljili na sporoj rotaciji našeg Sunca i drugih zvijezda.

Astronomi imaju teoriju o podrijetlu života u našem Sunčevom sustavu. Ukratko, rotirajući oblak plina i prašine (tzv. protosolarna maglica) kolabirao je pod utjecajem vlastite gravitacije i formirao našu zvijezdu i planete. Nakon toga, očuvanje kutne količine gibanja značilo je da bi buduća zvijezda trebala rotirati sve brže i brže. Međutim, iako ima 99,8%, ima 96% svog kutnog momenta. Astronomi su se pitali zašto se naša zvijezda okreće tako sporo.

Mlada zvijezda imala je vrlo jako magnetsko polje, čije su linije sile prodirale kroz disk uskovitlanog plina iz kojeg su nastali planeti. Te su linije bile povezane s nabijenim česticama plina i djelovale su kao sidra, usporavajući formiranje Sunca i vrteći plin koji su na kraju postali planeti. Većina zvijezda rotira sporo, pa su astronomi zaključili da je kod njih došlo do istog "magnetskog kočenja", što znači da je moralo doći do formiranja planeta. Odatle logičan zaključak: planete treba tražiti oko zvijezda sličnih Suncu.

Rana otkrića

Zbog ovog i drugih razloga, znanstvenici su u početku ograničili svoju potragu za egzoplanetima na zvijezde slične Suncu, ali prva dva otkrića 1992. bila su pulsar (brzo rotirajući ostatak zvijezde koja je umrla kao supernova) nazvan PSR 1257+12 . Prvi potvrđeni egzoplanet koji kruži oko zvijezde (fotografija je uključena u članak) koji ispunjava ovaj uvjet otkriven je 1995. godine. Postao je 51 Pegasi b, čija je masa usporediva s c i koji je 20 puta bliži svom Suncu od Zemlje. Ovo je bilo iznenađenje. Ali još jedna čudna stvar dogodila se sedam godina ranije, što je jasno dalo do znanja da će mnogi egzoplanete biti otkriveni.

Godine 1988. skupina kanadskih znanstvenika otkrila je planet veličine Jupitera koji kruži oko Gamma Cephei. No budući da je njegova orbita bila mnogo manja od Jupiterove, znanstvenici nisu objavili konačno otkriće. Astronomi se nisu usudili sugerirati postojanje takvih planeta. Bio je toliko različit od našeg sunčevog sustava da su znanstvenici bili krajnje oprezni.

Od velikog do malog

Gotovo svaki isprva otkriven egzoplanet golemi je plinoviti div nalik Jupiteru (ili čak i veći) koji kruži na maloj udaljenosti od svoje matične zvijezde. To se objašnjava činjenicom da su astronomi koristili tehniku ​​za mjerenje radijalne brzine, koja određuje stupanj do kojeg se zvijezda "njiše" dok planeti kruže oko nje. Veliki u blizini imali su tako značajan utjecaj da se mogao lako otkriti.

Prije ere otkrića egzoplaneta, instrumenti su mogli mjeriti kretanje zvijezda samo do kilometra u sekundi, što je bilo nedovoljno za otkrivanje njihovih vibracija pod utjecajem planeta. Moderni instrumenti sposobni su mjeriti brzine do centimetara u sekundi, djelomično zbog poboljšane preciznosti opreme, ali i zato što su astronomi vještiji u izdvajanju slabih signala iz podataka.

Keplerova eksplozija informacija

Do danas postoji više od 1000 potvrđenih egzoplaneta koje je otkrio jedan satelit. Svemirski teleskop Kepler lansiran je u orbitu 2009. godine i četiri je godine tragao za nastanjivim planetima. Koristio je metodu nazvanu "tranzit" - mjerenje zatamnjenja zvijezde dok je kozmički objekt prolazio ispred nje.

Kepler je otkrio obilje različitih vrsta planeta. Osim plinovitih divova i zemaljskih tijela, teleskop je pomogao utvrditi postojanje nove klase "super-Zemlje" čije su veličine unutar raspona veličina Zemlje i Neptuna. Neki od njih nalaze se u nastanjivim zonama svojih zvijezda, ali astrobiolozi još uvijek provjeravaju izračune kako bi otkrili kako bi se život mogao razviti na takvim svjetovima.

Godine 2014. astronomi Keplera uveli su metodu pod nazivom "testiranje višestrukosti" koja bi povećala stopu kojom se kandidati za planete promiču u potvrđeni status. Tehnika se temelji na orbitalnoj stabilnosti - mnoge su zvijezde potamnile u kratkim intervalima, što su mogli uzrokovati samo planeti u malim orbitama, budući da bi se radilo o zvijezdama, gravitacijski bi se izgurali iz sustava unutar nekoliko milijuna godina.

Ostale misije

Iako su sateliti (Kepler i francuski CoRoT) koji su lovili egzoplanete završili svoje početne misije, znanstvenici i dalje obrađuju podatke dobivene uz njihovu pomoć i dolaze do novih otkrića. I neće ostati bez posla. Sateliti MOST i NASA TESS nastavljaju s radom, a švicarski CHEOPS i satelit ESA PLATO će u skoroj budućnosti početi tražiti tranzit iz svemira. Na Zemlji, spektrograf HARPS na 3,6-metarskom teleskopu Europskog južnog opservatorija u Čileu provodi Doppler pretragu zvjezdanih kolebanja, ali mnogi drugi teleskopi su u potrazi.

Jedan primjer je NASA-in svemirski teleskop Spitzer. Budući da je osjetljiv u infracrvenom području spektra, može izmjeriti temperaturni profil egzoplaneta i pružiti uvid u njegovu atmosferu.

S više od 3000 poznatih planeta, teško je odabrati samo nekoliko. Čini se da su mali, stjenoviti egzoplanete u nastanjivoj zoni najbolji kandidati, ali astronomi su identificirali druge koji su proširili naše razumijevanje nastanka i evolucije drugih svjetova.

Prve laste

51 Pegasi b. Kao što je gore spomenuto, bio je to prvi dokazani egzoplanet koji kruži oko zvijezde solarnog tipa. S pola mase Jupitera, udaljen je od središta sustava na udaljenosti Merkura. Planet je toliko blizu svojoj zvijezdi da je, najvjerojatnije, jedna njegova strana plimno zaključana - stalno je okrenuta prema zvijezdi.

HD 209458 b. Bio je to prvi egzoplanet otkriven 1999. godine (fotografija uključena u članak) koji je prošao kroz svoju zvijezdu (doduše korištenjem Dopplerove metode), nakon čega su uslijedila druga otkrića. To je prvi planet izvan Sunčevog sustava kojemu su određeni parametri atmosfere, uključujući profil temperature i odsutnost oblaka.

Značajni svjetovi

55 Cancri e. Ovaj egzoplanet je ono što se naziva "super-Zemlja" koja kruži oko zvijezde dovoljno svijetle da se može vidjeti golim okom. Na ovaj način astronomi mogu proučavati sustav detaljnije nego bilo koji drugi. Njegova “godina” iznosi samo 17 sati i 41 minutu (ovo je utvrđeno kada je MOST promatrao sustav dva tjedna 2011.). Teoretičari sugeriraju da bi 55 Cancri e mogao biti bogat ugljikom i imati dijamantnu jezgru.

HD 80606 b. Ovaj egzoplanet rekorder je (u vrijeme otkrića 2001.) po ekscentričnosti orbite. Vjerojatno je da se put njegovog kretanja, sličan orbiti Halleyeva kometa, može povezati s utjecajem druge zvijezde. Osim toga, takva ekstremna orbita uzrokuje ekstremnu varijabilnost u okolišu planeta.

WASP-33b. Otkrivena je 2011. godine i ima svojevrsni sloj za zaštitu od sunca - stratosferu - koja apsorbira dio vidljive i ultraljubičaste svjetlosti matične zvijezde. Planet ne samo da se kreće u orbiti u suprotnom smjeru, već uzrokuje i vibracije u zvijezdi, koje bilježi satelit MOST.

Blizanci Zemlje

Kepler-442b. Ovaj egzoplanet je ono što se naziva "Zemljin blizanac". Svojom veličinom, masom i temperaturnim režimom najsličniji je našem planetu. Otkrivena 6. siječnja 2015., udaljena je 1120 svjetlosnih godina. Površinska temperatura ovog stjenovitog egzoplaneta je -40 °C. Njegova masa je 2,34 puta veća od mase Zemlje, a njegova gravitacija je 30% veća. Planet je izvan zone u kojoj je na snazi ​​plimno zaključavanje. U radu objavljenom 2015., on je, zajedno s Kepler-186f i 62f, proglašen najboljim kandidatom za potencijalno naseljene planete (vidi fotografiju).

Egzoplanet Kepler-78b. Kruži oko zvijezde Kepler-78. Planet je u vrijeme otkrića 2013. bio najsličniji Zemlji po masi, radijusu i prosječnoj gustoći. Ne samo da je otkriven njegov tranzit u pozadini zvijezde, već i pomrčina i reflektirana svjetlost koja odgovara orbitalnim fazama. “Godina” egzoplaneta traje samo 8,5 sati, jer je 40 puta bliža zvijezdi od udaljenosti od Merkura do Sunca.