Планеты вокруг далеких звезд – все о космосе

Звезды и планеты Вселенной

Звезды и планеты Вселенной хорошо просматриваются в ясную ночь.

Планеты

Среди бесчисленных звезд легко можно отличить по яркому блеску планеты, что в переводе с древнегреческого — блуждающие звезды. Так названы были древними греками эти небесные тела потому, что изо дня в день они перемещались относительно, казалось бы неподвижных, звезд и на ночном небе казались яркими светилами.

Планеты Вселенной

Как известно, планеты совсем не звезды: они получают свет от Солнца и движутся вокруг него по орбитам, которые по форме близки к кругу.

Кометы

По очень удлиненным орбитам через тот или иной срок времени из межпланетных пространств залетают далекие гости нашей солнечной системы — кометы, или хвостатые звезды (в переводе с греческого). Внезапное появление кометы всегда пугало невежественного человека.

Появление кометы

Говорили о том, что начнутся опустошительные кровопролитные войны, повсюду пойдут смуты, голод, мор и даже наступит конец света.

Значительно чаще можно наблюдать, особенно в конце лета, августовский поток звезд. В старину считали, что каждый человек имеет свою звезду на небе, и когда он умирает, то и звезда его угасает, падает.
Звезды, конечно, не падают. Это обломки небесных тел и распавшихся комет: они накаляются до нескольких тысяч градусов и начинают светиться, попав в земную атмосферу.

Метеориты

Светится и раскаленный воздух вокруг падающих тел. В том случае, если они целиком не сгорают, превращаясь в раскаленный газ, на землю падают небесные камни, как их раньше называли, или метеориты. Порой они достигают огромных размеров.

Падающий метеорит

Метеорит, упавший в феврале 1947 г. в районе хребта Сихотэ-Алинь дождем осколков, весил, как полагают, до ста тонн. На месте его падения обнаружила много глубоких воронок до 30 метров в поперечнике. За два года в этом районе было собрано около 23 тонн осколков метеорита.

Знаменитый Тунгусский метеорит, упавший летом 1908 г. в глухой тайге, в районе небольшого поселка Виновара близ р. Подкаменной Тунгуски (Красноярский край), до настоящего времени не обнаружен, несмотря на многолетние поиски. Ученые полагают что он взорвался при падении и полностью распался на мельчайшие частицы металлической пыли.

Она действительно была обнаружена при анализе почвы в районе взрыва, который слышен был на 1000 километров. Столб взрыва поднялся на высоту не менее 20 километров и был виден на 750 километров в окружности. На огромной площади —до 60 километров в поперечнике—были повалены деревья, вершинами во все стороны от места взрыва.

Ученые полагают, что за сутки на Землю выпадает около 10 тонн метеоритного вещества.

Обычно среди тускло мерцающих звезд можно различить более яркие — голубовато-белые, желтые, красноватые. Больше всего звезд в широкой серебристой полосе — Млечном Пути, который наподобие гигантского обруча опоясывает небесный свод.

Своим проницательным взором человек проник в сокровенные глубины вселенной и увидел, наконец, в сильные телескопы далекие миры, подобные Млечному Пути. Нетрудно отсюда сделать вывод, какое скромное место занимает наша солнечная система во вселенной — бесконечной во времени и пространстве, не имеющей ни начала, ни конца.

Звезда — раскаленный самосветящийся шар

На строгом астрономическом учете — миллионы звезд. Звезды и планеты Вселенной, что называется, поштучно сосчитаны, занесены в специальные списки, в каталог, отмечены на специальных картах.
Каждая звезда — раскаленный самосветящийся шар подобный нашему Солнцу.

Звезда Солнце

Звезды находятся от нас очень далеко. До ближайшей звезды—она так и называется Проксима, т. е. по-латыни ближайшая,— пришлось бы добираться даже при помощи ракеты очень, очень долго. Свет от этой звезды до Земли проходит четыре года как определяют астрономы.

Скорость света весьма велика 300000 километров в секунду! Отсюда можно сделать такой вывод, если скажем, Проксима сегодня померкнет, люди будут наблюдать на небе последний ее луч целых четыре года.

Сто пятьдесят миллионов километров, отделяющие Землю от Солнца, свет проходит в 8 минут 18 секунд. Как близко к нам Солнце по сравнению с ближайшей его соседкой!

Величина звезд весьма различна. Звезда-гигант (из созвездия Цефей) в 2300 раз больше Солнца, а звезды-малютки (звезда Койпера) почти в два раза меньше Земли.

Температура звезд

Различна и температура звезд. Голубовато-белые звезды — наиболее горячие: температура их поверхности 30 000°; на желтых звездах уже прохладнее — 6000°, и на красных 3000° и ниже. Наше Солнце довольно слабая звезда, желтый карлик, как именуют ее астрономы.

Рождение звезд

Исследуя небесные светила, ученые сделали много интересных выводов о рождении звезд, об их развитии и химическом составе. Химический состав небесных светил изучается особым прибором — спектроскопом. Он позволяет обнаруживать даже ничтожно малые количества вещества по характерным цветным линиям спектра.

Спектр

Спектр (от латинского «спектрум») —видимое, видение.
Представление о спектре можно получить по радуге после дождя. Она привлекает неуловимыми переходами от одного цвета к другому: от красного — через оранжевый, желтый, зеленый, голубой и синий — к фиолетовому.

Радуга после дождя

Вы никогда не забудете места каждого цвета в спектре, если запомните такую небольшую побасенку:

Здесь начальная буква слова обозначает цвет.

Когда луч света, пройдя через трехгранную стеклянную призму, падает на лист бумаги или белую стену, тоже получается красивая радужная полоска. Такую же цветную полоску вы увидите на потолке или стене, если луч солнца упадет на краевую грань зеркала или свет заиграет цветными переливами на граненых шариках и подвесках театральной люстры.

Раскаленные твердые и жидкие тела, а также газы под большим давлением образуют сплошные спектры в виде радужных полосок, разреженные же газы дают при накаливании не сплошной, а линейный спектр; он состоит из отдельных цветных линий, характерных для каждого вещества, разделенных темными промежутками.

Приспособление спектроскопа к телескопу позволило получить фотографии спектров весьма удаленных небесных светил и сделать отсюда тот вывод, что на них пока не обнаружено ни одного химического элемента, неизвестного на Земле. Такие же результаты дал и химический анализ метеоритов. Спектральный анализ далеких звездных миров и химический анализ метеоритов убедительно говорят о единстве вещества Вселенной.

Источник: https://LibTime.ru/astronomy/zvezdy-i-planety-vselennoj.html

Рождение звезд в космической бездне

До сих пор Солнце – единственная известная звезда, на одной из планет которой существует жизнь. По современным представлениям, планеты образуются именно в момент рождения звезд.

Поэтому, если мы поймем, как образовалась наша Солнечная система, мы сможем узнать, вокруг каких звезд есть планеты и где во Вселенной их следует искать.

Тогда можно было бы начать целенаправленный поиск братьев по разуму в просторах космоса.

Согласно научным представлениям XVII века, которые считаются верными до сих пор, звезды рождаются внутри темных межзвездных облаков газа и пыли. По версии француза – Бюффонэ, предложенной им в 1745 году, вещество, из которого образовались планеты, оторвалось от Солнца в результате прохождения рядом с ним какого-то небесного тела.

Но, по расчетам астрономов, такие события во Вселенной очень редки, и в таком случае вероятность образования планет из звезд, а следовательно, и разумной жизни, была бы крайне мала. По современной версии, причиной образования звёзд из межзвездных облаков являются взрывы сверхновых.

Взрывная волна гонит перед собой межзвездное вещество, оно сжимается, и силы гравитации начинают образовывать плотное облако; сжатие ведет к нагреву вещества. За десять миллионов лет температура достигает 10-15 миллионов градусов.

При такой температуре начинаются термоядерные реакции, то есть процесс превращения водорода в более тяжелые элементы. Газ облака начинает излучать теплоту и свет. Это излучение препятствует дальнейшему сжатию облака. Таким образом, устанавливается равновесие центростремительных гравитационных сил и центробежных сил термоядерного синтеза.

Когда в плотном газовом облаке достигается это состояние, тогда и рождается звезда. В протозвезде температура и давление в центре максимальны, а на периферии минимальны.

В процессе образования звезды поверхность ее сохраняет постоянную температуру около 4000 градусов Цельсия. На этом этапе звезда очень слабо излучает в оптическом диапазоне, но сильно в инфракрасном. Затем температура поверхности поднимается выше 4000 градусов Цельсия, звезда «взрастает» и начинает ярко светить.

Считается, что Солнце родилось приблизительно 4,5 миллиарда лет назад. Современная теория строения звезд основана на четырех уравнениях английского ученого Артура Стенли Эддингтона (1882 – 1944 г.).

Он первым объяснил, какие источники энергии питают звезды, и почему они светят. Это та энергия, которая содержится внутри атомного ядра.

Он показал, что при температуре в миллионы градусов становится возможным синтез атомных ядер, В этом процессе выделяется энергия.

При синтезе гелия из водорода семь тысячных долей массы Солнца превращается в энергию. Эта энергия и питает Солнце и дает ему возможность светить в течение миллиардов лет. Именно этой энергии мы обязаны своей жизнью. Звезды, в том числе и Солнце, это газовые шары, находящиеся в равновесии.

Газ звезд состоит в основном из водорода (70-75%) и гелия (7%), а также содержит примеси более тяжелых элементов. Когда образовалось Солнце, оно было окружено громадным вращающимся облаком, состоявшим из частиц графита и кремния, а также частиц более тяжелых элементов.

Столкновения мелких частиц привели к образованию песчинок, затем камешков. На ранних стадиях образования Солнечной системы они объединялись в тела типа астероидов и уже имели диаметр несколько километров.

Эти системы астероидов были нестабильны и объединялись в группы, которые под действием сил взаимного притяжения и образовали планеты. Их образованию способствовало также магнитное поле вокруг Солнца.

Сначала Солнечная система состояла из множества астероидов и планет, вращавшихся вокруг Солнца по очень сложным орбитам. Во времена, когда Солнечная система была еще молода, то есть три миллиарда лет назад, астероиды бомбардировали планеты.

Следы этих жестоких ударов о поверхность до сих пор видны на планетах, лишенных атмосферы.

На Земле следы этих ударов стерло влияние атмосферы, но некоторые можно видеть до сих пор (например, кратер, образовавшийся в результате удара астероида в штате Аризона, США).

Вскоре после рождения Солнце пережило стадию повышенной активности, когда его масса быстро уносилась солнечным ветром и за несколько миллионов лет уменьшилась вдвое. В этой стадии газы и пыль, из которых образовались Солнце и планеты, были отброшены на периферию Солнечной системы.

По представлениям современной науки, большинство звезд должны образовывать планетные системы и механизм их образования похож на вышеописанный. К сожалению, планеты, в отличие от звезд, не светят, поэтому мы не можем их увидеть даже в телескоп.

Но современные астрономические наблюдения смогли зафиксировать планетарные диски вокруг звезд, в которых проходит стадия образования планет. Например, в современную эпоху идет интенсивный процесс планетообразования у звезды Вега. Она в пять раз моложе Солнца, и именно в этом возрасте у звезд образуются планеты.

В туманности Ориона в современную эпоху происходит процесс бурного звездообразования и образования планет. Помимо наличия планет, для зарождения на них жизни необходим еще ряд условий, в том числе тот же спектральный состав, температура и размер, что и у Солнца.

Радиус Солнца составляет примерно 700 миллионов метров, температура на его поверхности 5,5-6 тысяч градусов Цельсия, оно имеет желтый цвет. Вега, например, звезда голубая, то есть она имеет иной спектральный состав.

У таких известных звезд, как Альфа Центавра, Сириус и Арктур, есть планеты, но жизнь на них не может существовать, во всяком случае, в привычной для нас форме, так как эти звезды имеют параметры, отличные от параметров Солнца.

Учитывая все эти факторы, можно сказать, что вероятность жизни во Вселенной равна приблизительно одной десятимиллиардной, то есть на планетах одной из десяти миллиардов звезд может существовать жизнь. Вы представляете, как нам повезло, ведь жители Земли вытащили единственный из десяти миллиардов гарантирующий жизнь лотерейный билет!

Читайте также:  Звезда ван маанена - все о космосе

Источник: http://space-my.ru/rojdenievkosmicheskoibezdne.html

В далёкой-далёкой галактике… планеты – двойники земли (космос. большая энциклопедия)

Серьёзные учёные давно отринули возможность существования жизни на всех планетах Солнечной системы, кроме Земли (на близких к Солнцу твёрдых планетах температура поверхности либо слишком высокая – Меркурий, Венера, – либо слишком низкая – Марс; более удалённые планеты-гиганты не имеют поверхности как таковой, представляя собой газовые шары из слоёв водорода, гелия, метана и аммиака разной степени сжижения; Плутон и все открытые небесные тела за орбитой Нептуна и вовсе не считаются теперь планетами). Если не считать отдельных попыток теоретизирования о жизни на спутниках планет-гигантов (по мнению сторонников такой парадигмы, наиболее вероятна «обитаемость» Европы, спутника Юпитера, и Титана, спутника Сатурна), мы практически оставили поиски братьев по разуму, бактерий или даже органических молекул в границах притяжения нашей звезды. Разговоры же о потенциале планет, принадлежащих совсем другим звёздам, так бы и остались разговорами, если бы в последние пару десятилетий астрономия не продвинулась далеко вперёд даже по сравнению с временами классиков фантастики: Джорджа Лукаса, Кира Булычёва, Станислава Лема и др.

Действительно, сегодня мы можем полноценно отыскивать в просторах Вселенной уже не галактики, туманности и звёзды (т.е.

объекты, размеры которых воистину грандиозны – от миллионов км до тысяч световых лет в поперечнике), а конкретно планеты (экзопланеты; но что касается их крупнейших спутников, то они пока считаются официально не открытыми, поскольку известно лишь несколько объектов, членство которых в номенклатуре «экзолун» нам ещё предстоит доказать). Когда в советской стране выходили романы о Максиме Каммерере, Алисе Селезнёвой и об арзаках с менвитами, а американцы снимали первые эпизоды «Звёздных войн» и «Звёздного пути», «Чужие» и «Пятый и элемент», планеты вне пределов Солнечной системы лишь будоражили воображение фантастов и их поклонников, но официальная наука разводила руками, не в состоянии ни подтвердить, ни опровергнуть. Математические выкладки смелых прогнозистов предполагали теоретическое наличие в одном только Млечном Пути (официальное наименование нашей Галактики) до ста миллиардов планет. Но одно дело построить модель и вообразить себе «очевидное-невероятное» – а совсем другое, научно обосновать и доказать сам феномен существования планет где-то вокруг далёких звёзд.

Основная трудность обнаружения экзопланет и практическая невозможность обнаружения экзолун состоят в банально большой удалённости звёзд.

Тот спектр, который доходит до нас, чрезвычайно трудно расчленить на доли, приходящиеся на собственно звезду и на объекты её системы. Первым заявил об экзопланете американец Т. Дж. Дж. Си в 1895 г., но уже в 1899 г.

его опровергли. Пройдёт почти век, прежде чем, в 1988 г., канадцы откроют первую надёжную экзопланету.

На текущий момент наиболее актуальной программой научно обоснованного поиска новой обители человечества во Вселенной и (или) местонахождения разумных или неразумных существ остаётся миссия «Кеплер». С 2009 г.

непосредственно в космосе работает гигантский автоматический телескоп «Кеплер», названный в честь великого немецкого астронома Иоганна Кеплера (1571—1630), открывшего законы планетарной механики. Эта чудо-обсерватория представляет собой «искусственную планету», совершающую оборот вокруг Солнца чуть больше, чем за земной год.

Она оборудована сверхчувствительным фотометром и в полном объёме фиксирует гамма-излучение, рентгеновские лучи и инфракрасный свет от всех изучаемых объектов. Этим не может похвастаться ни одна земная обсерватория. Даже высоко в горах, где атмосфера максимально чистая, перечисленные области спектра не доходят до нас из космоса.

Можно себе представить, что за суперкомпьютер установлен на «Кеплере», если он способен одновременно анализировать 100000 звёзд и их окрестности.

Вся сложность состоит в том, что только примерно половина всех «кандидатов в планеты», открытых «Кеплером», вручную подтверждаются как планеты, но даже из этих «точно планет» большинство – это газовые гиганты, причём многие из них в несколько раз больше Юпитера, но отстоят от своих звёзд намного ближе, чем Меркурий от Солнца.

Они суть «полузвёзды-полупланеты»: огромные, почти как звёзды, и неимоверно горячие как за счёт близости к звезде, так и за счёт «самоподогрева»; но, разумеется, совершенно не пригодны для жизни. К сожалению, их проще всего обнаружить (такие исполины в первую очередь «бросаются в глаза» чудо-телескопу, проходя перед диском своих звёзд и вызывая возмущения в спектре их света). Вот почему абсолютное большинство данных «Кеплера» – это, как говорят статистики, «нерелевантные выбросы».

Но те немногие планеты, которые удалось идентифицировать как сравнительно не большие и достаточно плотные шарики с лито- и атмо- (а возможно – и с гидросферой), расположенные на таком оптимальном расстоянии от своих звёзд, чтобы поверхность не была ни раскалённой, ни остывшей до сотен градусов мороза, вызывают жгучий интерес! Вот они – двойники Земли! А если ещё окажется, что их звезда относится к тому же классу, что и Солнце, то и вообще хорошо. Дело в таком случае «за немногим»: доказать неправоту тех, кто считает жизнь чертой, раз и навсегда возникшей на Земле и неотъемлемо присущей только ей. Но и в том случае, если даже весьма похожие на Землю планеты безжизненны, находить и изучать их всё равно стоит: именно на них нам, возможно, посчастливится обрести новый дом во Вселенной. Уникальные находки объектов, вращающихся вокруг светил в нашей Галактике и за её пределами, почти полностью аналогичных нашей, «голубой планете», уже есть!

Одна из планет системы Kepler-296, например, обращается в оптимальной зоне вокруг небольшой красной звезды и имеет радиус, лишь в полтора раза превышающий земной. Учитывая, что Солнце – это жёлтый карлик, именно эта планета выглядит почти точным аналогом Земли.

Лишь чуть-чуть больше её планета Kepler-452 b, но её звезда ещё ближе по многим параметрам к нашему Солнцу, а «год» этой планеты всего на 3 недели превышает земной год.

Kepler-186 представляет собой систему из 5-ти планет, одна из которых также может рассматриваться как кандидат в «обитаемые», ведь по размеру она практически равна Земле, а полный оборот вокруг своей звезды совершает за 130 земных суток, находясь от неё на расстоянии довольно «опасно близком», но всё-таки на допустимом для каких-то потенциальных организмов-термофилов. Всего «Кеплер» нашёл не менее ста планет, более-менее близко напоминающих Землю. Также обнаружена система Kepler-90, в которой 8 планет, как и в Солнечной системе. Правда, кроме числа планет, у «сестры Солнечной системы» сходства с нашей системой нет. Все 8 её планет слишком близки к своей звезде: даже самая удалённая ближе, чем Земля к Солнцу. Значит, условия на всех этих планетах по температуре поверхности сравнимы с Меркурием и Венерой – мгновенно сгорают даже самые стойкие термофилы.

Воодушевлённые результатами кеплеровской миссии, уже даже астрономы-любители активно занимаются поиском планет вне Солнечной системы. Ограниченные в оборудовании, они не столько открывают новые планеты, сколько теоретически «предугадывают» их, оперируя одним только вычислительным аппаратом.

Вооружённые ноутбуками и собственным острым умом, энтузиасты в последние годы вносят свой человеческий вклад в дело поиска планет в других звёздных системах и даже в других галактиках. Около 50-ти «кандидатов в планеты» открыто любителями на текущий момент.

Правда, лишь один из них подтвердился – PH1, открытый в 2012 г. Это планета размером с Нептун (и по всем параметрам напоминающая именно эту холодную планету с газовой поверхностью, где скорость ветров достигает почти 600 м/с).

Да, этот результат более чем скромный по сравнению с «Кеплером», но уже что-то более конструктивное, чем уфология и умозрительные заключения о панспермии.

Всего же на сегодняшний день достоверно известно о более, чем 3700 экзопланетах. (Планетных систем открыто почти 2800.) Планет, похожих на Землю, «Кеплером» и другими аппаратами и обсерваториями открыто более 200-т.

Источник: https://nasheslovo.ru/novosti/v-dalekoj-dalekoj-galaktike-planety-dvojniki-zemli-kosmos-bolshaja-entsiklopedija

Большинство планет в космосе не имеют звезд

На каждую планету, которая вращается вокруг звезды, как наша Земля вокруг Солнца, есть, вероятно, тысячи «сиротских планет», блуждающих по галактике в одиночку.

В нашей Солнечной системе мы можем с уверенностью наблюдать за орбитой как минимум восьми планет вокруг нашей домашней звезды. Но за время существования Солнечной системы — 4,5 миллиарда лет —  мы не можем знать, сколько всего было планет. Мы можем быть уверены только в том, какие планеты сохранились до нашего времени.

Возможно, были планеты, сформировавшиеся вокруг нашего Солнца на ранней стадии, а затем они были выброшены из Солнечной системы под воздействием какой-то гравитационной силы.

За последние несколько лет мы начали находить подобные планеты-сироты, иногда называемые планетами-изгоями, в межзвездном пространстве.

Основываясь на том, что мы знаем о звездах, гравитации и космической эволюции, мы можем сделать приблизительную оценку общего числа планет во Вселенной, и она, вероятно, превосходит количество звезд где-то от 100 до 100 000. В космосе полно планет, и большинство из них даже не имеют домашних звезд.

В последнее время мы начали понимать, что такие солнечные системы, как наша, являются правилом во Вселенной, а не исключением.

Исследования экзопланет показали нам, что не только многие (если не все) звезды, вероятно, имеют планеты вокруг них, большинство из них, возможно, имеют миры с различными массами, размерами и орбитальными периодами обращения.

Звезды могут иметь газовые гиганты во внутренних частях своих планетных систем, иметь много миров на внутренних орбитах, типа Меркурия, или иметь планеты, находящиеся гораздо дальше, чем даже Нептун вокруг Солнца.

Визуализация планет, найденных на орбите вокруг других звезд в участке неба, зондируемом миссией NASA Kepler. Насколько мы можем судить, практически все звезды окружены планетарными системами. 

Вероятно, существует гораздо больше разнообразия среди планет, которые вращаются вокруг других звезд, чем мы когда-либо предполагали, глядя на свою Солнечную систему. Вероятно, есть даже звезды с десятками планет, вращающихся вокруг них; мы надеемся обнаружить их в будущем, когда мы сможем увеличить разрешающую способность наших космических телескопов.

В среднем, мы можем сказать, что в нашей галактике Млечный Путь есть, вероятно, 10 планет на каждую звезду, имея ввиду, что это оценка, основанная на неполной информации. Истинное среднее значение может быть меньшим числом, таким, как 3, или большим, как 30, но 10 является разумным примерным количеством на основе того, что мы знаем в настоящее время.

Однако, как мы уже упоминали ранее, это число отражает только количество имеющихся на сегодня планет. В течение жизни Солнечной системы было много миров, которые были созданы, но не дожили до сегодняшнего дня. Некоторые из них сталкивались и сливались с другими, формируя более крупные планеты.

Другие под воздействием гравитации теряли свою кинетическую энергию и падали на центральную звезду.

Со временем планеты гравитационно перетягивают друг друга и путем миграции создают наиболее стабильные конфигурации, подобно нынешней Солнечной системе.

Читайте также:  Каков цвет далекого и холодного плутона? - все о космосе

Обычно это означает, что самые большие, самые массивные планеты занимают свое положение на орбитах за счет других, меньших, более легких планет.

В космической битве за планетарное постоянство наиболее распространенным исходом должно быть вытеснение проигравших планет из звездной  системы в межзвездное пространство.

Возможно, несколько триллионов из них блуждают по Млечному Пути и у подавляющего большинства планет-изгоев никогда не было родительской звезды. Чтобы понять, почему, нужно вернуться к тому, как формируются звезды.

Туманность Небула. Темные, пыльные молекулярные облака в нашем Млечном пути со временем разрушатся и дадут начало новым звездам. 

Всякий раз, когда у вас есть большое, прохладное молекулярное облако газа, оно будет разделяться и разрушаться в несколько сгустков, поскольку гравитация затягивает массу внутрь, а радиация выталкивает ее наружу.

Если ваше облако газа достаточно прохладно и достаточно массивно, оно может достигать достаточных температур и плотностей в ядрах самых плотных своих сгустков, чтобы воспламенить ядерный синтез и сформировать звезды.

В пределах звездообразующей области происходит огромная гонка: между гравитацией, которая пытается сформировать как можно больше звезд как можно большей массы, и между излучением, которое буквально сдувает газ и препятствует гравитационному росту.

Когда мы смотрим на скопление новорожденных звезд, наши глаза говорят нам, что гравитация победила, так как видим огромное количество массивных звезд.

Но этот вывод обманчив. Для каждой горячей, синей, массивной звезды, которую мы видим, обычно есть сотни или даже тысячи меньших звезд с низкой массой, которые трудно заметить из-за того, что они тусклее и слабее.

Но только потому, что они незаметны, это не означает, что они еще не существуют! Три из каждых четырех звезд во Вселенной  —  это красные карлики: звезды с малой массой от 8% до 40% от массы Солнца, но те звезды, которые легче всего увидеть, на много десятков или даже в сотни раз больше Солнца.

Поскольку эти массивные звезды ярко светятся, они сдувают газ, который в противном случае образовывал бы новые звезды. Они не только предотвращают дальнейшее развитие этих звезд с низкой массой, они останавливают гравитационный рост потенциальных звезд.

Если посмотреть на всю массу в молекулярном газовом облаке, прежде чем сформированы звезды, то обнаружится, что 90% ее вещества возвращается в межзвездную среду; только около 10% массы туманности становятся звездами или планетами.

Самые массивные звезды образуются очень быстро, а затем в течение миллионов лет сдувают своим излучением оставшийся газ, останавливая возможности дальнейшего звездообразования. Это оставляет в кластере много звезд с малой и промежуточной массой, но также создает большое количество несостоявшихся звезд: сгустки материи, которые никогда не преодолели порог массы, чтобы стать звездой.

Эти скопления, несмотря на то, что они никогда не образуются вокруг звезд, достаточно велики и достаточно массивны, чтобы соответствовать геофизическому определению планеты.

Согласно исследованию 2012 года, на каждую вновь образованную звезду существует от 100 до 100 000 планет-кочевников, которые также образовались и блуждают без звезд через межзвездное пространство.

Наша Солнечная система содержит сотни или даже тысячи объектов, которые потенциально соответствуют геофизическому определению планеты, но астрономически исключены только в силу их орбитального расположения.

Для каждой звезды, как наше Солнце, есть, скорее всего, сотни несостоявшихся звезд, которые просто не набрали достаточно массы, чтобы вспыхнуть. Это бездомные планеты  —  или планеты-изгои, которых намного больше, чем планет, подобных нашей, вращающейся вокруг звезды.

Эти планеты-изгои чрезвычайно распространены, но из-за того, что они очень  далеко и не излучают свет, их чрезвычайно трудно обнаружить.

Пока удалось найти только четырех возможных кандидатов в планеты-сироты. На просторах космоса эти тела, которые не излучают своего собственного видимого света, можно увидеть либо в отражении звездного света, либо если они излучают собственный инфракрасный свет, либо на фоне света звезды, когда планета перекрывает этот свет во время движения.

Наша Галактика содержит около 400 миллиардов звезд, а во Вселенной есть около двух триллионов галактик, поэтому осознание того, что существует около десяти планет для каждой звезды, ошеломляет. Но блуждающих в межзвездном пространстве планет-сирот от 100 до 100 000 раз больше, чем самих звезд. 

Лишь небольшой процент из них были выброшены из своей солнечной системы, а подавляющее большинство никогда не знали тепло домашней звезды.

Многие из них являются газовыми гигантами, но еще больше, вероятно, будут каменистыми и ледяными, причем многие из них содержат все ингредиенты, необходимые для возникновения жизни. Возможно, когда-нибудь, они получат свой шанс.

До тех пор они будут продолжать путешествовать по всей галактике и по всей Вселенной, значительно превосходя головокружительный массив звездных огней, освещающих космос. 

Источник: https://golos.io/ru–nauka/%40uanix/bolshinstvo-planet-v-kosmose-ne-imeyut-zvezd

Экзопланеты

Экзопланетами, или внесолнечными планетами называют планеты, которые не относятся к Солнцу. Они находятся вне пределов Солнечной системы, обращаясь вокруг своих собственных светил. Учеными на сегодняшний день открыто более 3 тысяч экзопланет. В нашей галактике экзопланет около 100 миллиардов, и из них планет, подобных Земле, может быть от 5 до 20 миллиардов.

Главным инструментом поиска внесолнечных систем планет на сегодняшний день служит спутник «Кеплер», имеющий сверхчувствительный фотометр. Его единственное предназначение – поиск планет у других звёзд, ведь экзопланета — надежда на то, что мы не одиноки во Вселенной. За четыре года работы телескопа обнаружено более 3500 кандидатов, из которых подтверждены 246 объектов.

Некоторые из них имеют вполне земные размеры.

Проще всего отыскать планеты, имеющие большую массу, ведь они сильнее меняют блеск своей звезды, когда проходят по диску.

Это изменение блеска звезды и регистрирует аппарат «Кеплер», поэтому большинство открытых объектов массивнее Юпитера. Меньшая часть их по массе близка к Сатурну и лишь очень немногие подобны Земле.

Если планета сильно удалена от свей звезды, опознать её уже практически невозможно.

  1. Непосредственное наблюдение. Этот метод пока в перспективе, для современных телескопов заметить какой-либо объект, расположенный у светила, практически невозможно: оно затмевает его своим ярким светом. Сами же планеты являются тёмными объектами, испускающие лишь отражённый свет. К тому же, угловые расстояния планет чрезвычайно малы. Но уже проектируются приборы, – звёздные коронографы, – которые будут затемнять свечение звезды.
  2. Измеренная яркость звёзд. Наблюдатель может понять, есть ли у звезды спутники, по изменению её яркости. Планета, проходя на фоне звезды, затмевает её свечение. Если параметры звезды и планеты 10:1, то яркость уменьшится на 1%. Однако, тот метод недостаточно эффективен — его использование подразумевает, что плоскость искомой планеты должна быть точно ориентирована на наблюдателя, то есть, на Землю.
  3. Фиксация положения звезды. Каждая планета не только притягивается своим светилом, но и притягивает его сама. Конечно, это влияние мало, но всё же вызывает смещение звезды, и она описывает некую орбиту. Параметры орбиты зависят от пропорции масс объектов. Эти величины малы, но астрономы уже научились их регистрировать.
  4. Определение скорости звёзд. Звезда, испытывая притяжение своего сателлита, перемещается по своей, малой орбите, со скоростью, что и планета вокруг него. Используя эффект Доплера, можно вычислить скорость приближения или удаления звезды к наблюдателю. Спектральный анализ позволяет отследить такие изменения.
  5. Гравитационное микролинзирование. Для применения данного метода необходимо наличие между наблюдателем и исследуемым объектом ещё одной звезды. Она своим гравитационным полем способна отклонить свет наблюдаемой звезды (получается своего рода линза). Если звезда-линза обладает планетами, то выявляется асимметрия её блеска.
  6. Наблюдения пульсаров. Применяя радионаблюдения этих объектов, можно по специфическому характеру излучаемого сигнала определить наличие планет у пульсара. 

Самые интересные экзопланеты

Kepler-186f

Эта планета отыскалась в системе звезды Kepler-186 созвездия Лебедь. По своим размерам Kepler-186f схожа с Землёй. Поверхность её твёрдая, но ни массу, ни состав планеты пока определить не удалось.

Обращаясь вокруг своего светила за 130 земных суток, экзопланета получает энергии от звезды примерно одну треть от получаемой нашей планетой.

Местный полдень по освещённости похож на земной день, когда до захода остаётся час. Пока не ясен состав атмосферы, но вполне возможно его схожесть с земным.

Самое значимое в этом открытии именно то, что доказано существование планет земных размеров, орбиты которых расположены в «зоне жизни».

Kepler-10-C

Данная планета из класса «суперземель» обнаружена в созвездии Дракон. «Суперземлями» называют планеты, имеющие массы не более 10 земных. Её солнце – жёлтый карлик возраста 12 млрд. лет.

Вычисленная масса планеты составила 17 масс Земли, но поверхность её твёрдая.

Kapteyn b

В созвездии Живописца возле Kapteyn, красного субкарлика, обнаружена старейшая экзопланета Kapteyn b. Она примерно в 2,5 раза древнее нашей планеты, но массой больше в 5 раз.

Поскольку суперземля находится в зоне обитаемости, на ней вероятно наличие жидкой воды. А это необходимое условие для возникновения жизни. Не исключается наличие атмосферы на планете, а температурные параметры оцениваются от -50°C на ночной стороне до 10°C на дневной. Продолжительность местного года 48 суток. Учитывая все особенности, Kapteyn b вполне может быть обитаемой.

OGLE-2013-BLG-0341LBb

Эта уникальная планета вращается вокруг одной из двойных звёзд. К тому же, расстояние от неё до материнской звезды такое же, как от нашей планеты до Солнца.

Но звезда тусклее нашего светила в 400 раз, поэтому температура планеты не поднимается выше -200°C. Открытие OGLE-2013-BLG-0341LBb представляет интерес с точки зрения существования планет у двойных звёзд.

TrES-4

Этот газовый гигант имеет массу 0,9 и радиус 1,7 юпитерианских. Планета расположена в созвездии Геркулес на удалении от Земли в 1600 световых лет. Очень малая плотность (0,33 г/см3) относит её к классу рыхлых планет.

Высокая температура в 1450°C и низкая масса не позволяют планете удерживать атмосферу. Она постоянно улетучивается, образовывая хвост, подобно кометному.

COROT-7 b

Эту планету класса «суперземель» обнаружил космический аппарат «COROT» в 2009 году. При размерах, вполне сопоставимых с земными, она обегает свою звезду за 20 часов.

Она повёрнута к светилу всегда одной стороной. Температура на освещённой стороне COROT-7 b от 2500°C до 2600°C, поэтому большинство минералов находятся в расплавленном состоянии. Обратная сторона представляет собой застывшую лаву или же слой водяного льда.

SWEEPS-10

Самая скоростная из всех известных экзопланет. Местный год составляет всего 10 часов. Она отстоит от своего солнца на расстоянии 1,2 млн. км и имеет массу 1,6 масс Юпитера.

Планета обращается вокруг красного карлика, и он разогревает её до 1650 °C. Если бы звезда была более горячей, SWEEPS-10 уже давно бы испарилась.

HD 149026b

Этот объект из созвездия Геркулеса считается одним из самых горячих и тяжёлых среди экзопланет. Вероятно, планета, имея плотную атмосферу, практически полностью поглощает свет, полученный ею от звезды, и поэтому температура её поверхности достигает 2000°C.

Имея размеры Сатурна, ядро этого горячего шара тяжелее нашей планеты в 100 раз. Это делает плотность HD 149026b необычайно высокой.

Читайте также:  Космонавт беляев павел иванович - все о космосе

HD 209458 b

Другое название этой планеты-кометы Озирис. До неё от нас 153 световых лет. При массе чуть меньше чем у Юпитера, она совершает один виток вокруг своего солнца за 3,5 дня. Озирис испускает шлейф из газа своей же атмосферы, в которой присутствуют углерод и кремний.

Температура атмосферы 1226°C. Это позволяет сделать предположение, что планета накалена звездой так сильно, что её атмосферу покидают даже тяжёлые элементы.

HD 188753 Ab

Это горячий газовый гигант. На небосводе этой планеты возможно лицезреть одновременно три солнца. Гигант обращается вокруг системы из трёх звёзд, и расстояние до него от Земли 149 световых лет.

Один оборот планеты составляет 3,5 дня, и жара на поверхности, вследствие близости к главной звезде, достаточно высока.

CoKu Tau 4

В созвездии Тельца обнаружена самая молодая экзопланета. Возраст её солнца всего 1 млн. лет, поэтому планета ещё моложе. Интересна система именно своим возрастом. Можно отслеживать формирование планетарной системы и практически проверять выдвинутые до этого гипотезы.

Есть ли там жизнь?

Солнечная система изучается очень давно, и главной проблемой всегда было то, что её не с чем было сравнить. С недавнего времени ситуация изменилась: чуть ли не ежедневно открываются всё новые планетные системы. В основном, обнаруженные планеты по классификации – гиганты, похожие на Юпитер.

Ученые разделились на две группы: одни уверены, что Земля – единственное место во Вселенной, где смогла появиться не просто жизнь, но и её разумная форма, другие же истово верят, что в космосе много обитаемых планет, и их население с нетерпением ждёт контакта с нами. Но для науки важны только факты, коих на данный момент нет. Существование жизни на экзопланетах не подтверждено.

В заключение

Поистине, обнаруженные планеты других звёзд являются одним из самых значительных достижений науки последних десятилетий.

 Разрешилась загадка, очень долго не дававшая покоя исследователям: другие планеты во Вселенной существуют! Наша Солнечная система отнюдь не уникальна, а является закономерным процессом формирования планет вокруг своих звёзд. И планетные системы имеют схожие параметры.

Уникальна Солнечная система пока только в одном: до настоящего момента не удалось обнаружить миры, в которых зародился разум. Или всё-таки побеждают скептики, верящие в исключительную уникальность Земли, или ещё слишком мало данных о возможных космических оазисах.

Да и приборы не обладают достаточным совершенством для глобальных открытий. Тем не менее, экзопланеты – первая, но наверняка не последняя ступенька лестницы познаний космоса.

Источник: http://light-science.ru/kosmos/vselennaya/ekzoplanety.html

Невероятные планеты и завораживающие туманности. Как и зачем иллюстрируют космос

Невероятные планеты и завораживающие туманности. Как и зачем иллюстрируют космос

Прошло пару десятков лет, и наше восприятие космоса здорово изменилось. И не в последнюю (если не в первую) очередь благодаря телескопу «Хаббл». Именно его «глазами» мы наблюдаем Вселенную последние годы.

Космос на фотографиях, сделанных телескопом, выглядит действительно потрясающе. Но так ли выглядят объекты, изображенные на снимках, на самом деле? О том, что NASA хорошо дружит с Photoshop, известно, пожалуй, всем. Да и другие космические агентства поступают так же.

Можно ли обходиться без обработки изображений? Да и стоит ли?

В отличие от Галилео Галилея и других астрономов, в том числе и современных, но рассматривающих небесные тела своими глазами в оптические телескопы, современная астрономия практикует другой подход. Звезды, галактики, туманности являются источниками излучения широкого спектра. От гамма-излучения до радиоволн.

Свет – видимое излучение, воспринимаемое человеческим глазом, всего лишь небольшой участок на шкале электромагнитных волн. Поэтому на орбите находится множество телескопов. Каждый из них получает информацию об объекте в своем спектре электромагнитных волн.

Да и сам «Хаббл» способен регистрировать излучение не только в видимом, но и в невидимых для глаз человека ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах.

Полученные данные разных телескопов позволяют лучше понять, что представляет собой астрономический объект. Взять, к примеру, Крабовидную туманность, расположенную в созвездии Тельца, которая удалена от нас почти на 6 500 световых лет.

Ниже представлено то, как она выглядит, если использовать данные разных телескопов. Возможно, в других мирах есть представители разумной жизни. И очень может быть, что глаза у инопланетян устроены иначе, чем у людей.

Для них видимым диапазоном электромагнитного излучения может быть другой участок электромагнитного спектра. Известно, что многие виды животных могут видеть излучение, которое недоступно человеческому глазу. Пчелы, к примеру, видят свет в ультрафиолетовом диапазоне.

Возможно, для инопланетян привычным видом Крабовидной туманности будет не крайний справа в верхнем ряду, как для нас, а например второй слева.

Крабовидная туманность / © wikipedia.org

Руководствуясь данными одного телескопа, тоже можно сделать разные фотоиллюстрации. «Столпы Творения», пожалуй, одна из самых известных фотографий «Хаббла». Они являются остатками центральной части газопылевой туманности Орел в созвездии Змеи и удалены от нас примерно на 7000 световых лет.

«Столпы Творения» в привычном нам видимом и ближнем инфракрасном свете / © NASAРассматривая «Столпы Творения», важно не забыть, что сейчас эта часть космоса уже изменилась. Некоторые ученые убеждены, что «Столпы» разрушились еще 6000 лет назад. Информацию о том, как это случилось, свет донесет до нас только через 1000 лет.

Мы не видим большую часть волн, идущих от звезд. Но правда в том, что зачастую иллюстраторы NASA переводят данные, полученные в невидимом для нас диапазоне, в видимый.

Вот как об этом говорит глава группы обработки изображений Института космического телескопа (STScI) Золт Левей: «Некоторую часть света, которую мы показываем на фотографиях, телескоп может зарегистрировать, но мы не можем увидеть.

Почему бы не перевести его на фотографию, которую мы можем увидеть?» Таким образом, часть того, что мы видим на фотоиллюстрациях NASA, получено на основе регистрации инфракрасного и ультрафиолетового излучений.

Да, с одной стороны, будь мы рядом с изображенными на снимках объектами, мы бы своими глазами увидели иную картину. Но, с другой стороны, использование в изображениях невидимого нами спектра позволяет получить максимально точное представление o них. При этом форма объектов не меняется.

Космические снимки – эффективное средство популяризации работы ученых, но космические обсерватории запускаются за пределы планеты отнюдь не ради впечатляющих фотографий. Их цель – получить информацию о физических параметрах астрономических объектов.

Камеры «Хаббла» делают не цветные снимки, как привычные нам фотоаппараты и телефоны, а черно-белые.

И, как уже было сказано, они регистрируют не только видимый спектр, но и тот, который недоступен нашему глазу, – инфракрасное и ультрафиолетовое излучения. Чтобы сделать черно-белое изображение цветным, применяются светофильтры. Таким образом, получают несколько снимков в разных цветах.

Соединяя их вместе, и получают те завораживающие снимки, которыми NASA сопровождает пресс-релизы.

Галактика NGC 1512. Снимки в разных спектрах и в сводном изображении/ © NASA

Астроном NASA и специалист по программе Adobe Photoshop Роберт Хёрт занимается обработкой снимков «Хаббла». Свою работу Хёрт сравнивает с тем, чем занимаются дизайнеры глянцевых журналов.

Правка снимков делается исключительно из эстетических соображений, а также для того, чтобы случайно не ввести зрителя в заблуждение. Оригинальные снимки нуждаются в редактировании. Артефакты, которые создают камеры телескопов, могут внешне напоминать реальные космические объекты.

Все это убирается из окончательного изображения. «Мы не хотим, чтобы люди думали, что там летает что-то странное, чего нет на самом деле», – говорит Роберт Хёрт.

Если вы слышали разговоры о том, что NASA стирает со своих снимков изображения НЛО, то они появились именно по этой причине.

Спиральная галактика NGC 3982 в созвездии Большая Медведица в исходном черно-белом и цветном изображении / © NASA

С планетами около далеких миров все намного сложнее. За редким исключением мы их пока не способны увидеть ни в один телескоп.

Таким исключением, например, является экзопланета 2M1207 b, вращающаяся вокруг коричневого карлика 2M1207 в созвездии Центавра. Находится она на расстоянии приблизительно 170 св. лет от нас.

Но изображение, полученное с помощью оптического телескопа, дает нам мало информации о планете.

Планета 2M1207b. Изображение, полученное с помощью телескопа VLT в Чили / © wikipedia.orgПланета 2M1207b. Рисунок художника / © wikipedia.org

Но, как правило, открытие экзопланет наземными телескопами – редкость. Самый главный охотник за экзопланетами – это орбитальный телескоп «Кеплер».

Его волновой диапазон оставляет 430–890 нм. То есть захватывает практически весь видимый спектр и часть инфракрасного излучения. Но и «Кеплер» не способен рассмотреть планеты около звезд. Слишком они малы и далеки от нас. Он даже не «пытается» рассмотреть планеты, у него другой способ работы.

Чтобы обнаружить планету, астрономы регистрируют колебания яркости и траектории звезд. Если есть периодическое падение яркости звезды, значит, существует большая вероятность того, что есть и планета. Обращаясь вокруг своей звезды, она периодически проходит между звездой и нами, закрывая часть диска своей звезды.

Это напоминает транзит Меркурия и Венеры по диску Солнца. Только наблюдаем мы их в других звездных системах. Планета просто «забирает» часть светового потока, идущего от звезды. Этот способ так и называется – «метод транзита». Другой метод позволяет обнаружить звезду путем регистрации изменения ее положения.

Звезда и ее планета вращаются вокруг общего центра масс, это значит, что экзопланета раскачивает свое светило. По отношению к нам такая звезда то удаляется, то приближается к Земле. Обнаружить такие колебания помогает измерение доплеровского смещения спектра звезды. Какими бы ни были эти величины, они с достаточной точностью фиксируются современными приборами.

Ученым становятся известны размеры и плотность планеты, период обращения вокруг своей звезды и то, насколько она далека от нее. Иногда в расположенных близко к нам экзопланетных системах ученым удается определить и цвет поверхности планеты.

Так, наблюдая за светом звезды, отраженным от поверхности планеты HD 189733b, астрономы определили ее истинный цвет – в данном случае интенсивный голубой. Эти данные затем передаются художникам, которые сами додумывают оставшиеся детали.

Планета HD 189733 A b в представлении художника / © wikipedia.org

Если планета находится в обитаемой зоне, то на ней возможна растительность. А цвет растительного покрова экзопланеты не обязательно должен быть таким, как на Земле, – зеленым. Kepler-186 – красный карлик в созвездии Лебедя на расстоянии 492 св.

года от нашей планеты – излучает свет преимущественно в красном диапазоне. По предположению ученых, растительность на планете, обращающейся вокруг звезды, будет иметь, скорее всего, один из оттенков оранжевого цвета.

Правда, художники все-таки остановились на медном оттенке ее поверхности, так как не решились иллюстрировать столь смелое предположение.

Планета Kepler-186 f в представлении художника / © wikipedia.org

Художники NASA руководствуются своим воображением и научными данными, чтобы как можно точно описать возможный далекий мир. Но иногда они пренебрегают реализмом в угоду зрелищности.

Если на иллюстрации вы видите ярко освещенную поверхность планеты, а ее звезда при этом находится позади планеты, это повод задуматься. Откуда свет? В реальности космический путешественник видел бы освещенным только узкий серп у края диска планеты.

Как, например, мы с Земли видим узкий серп молодой Луны после новолуния.

Источник: https://naked-science.ru/article/nakedscience/neveroyatnye-planety-i

Ссылка на основную публикацию