Книга Твиты о Вселенной. Микроблоги о макропроблемах - Говерт Шиллинг
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Это привело философа Иммануила Канта (1724–1804) и астронома Пьера Симона Лапласа (1749–1827) к предложению «небулярной» гипотезы.
Идея: планеты конденсируются из плоского диска материи, закрученной вокруг новорожденного Солнца. Большой вопрос: вокруг других звезд произошло то же самое?
В 1980-х германо-американский инфракрасный спутник IRAS обнаружил звезды с избыточным количеством тепла (инфракрасного излучения), вероятно, от окружающих дисков пыли.
Для звезды Бета Живописца, в 63 световых годах от Земли, с телескопа на Земле было получено изображение диска. Вероятно, он содержит пыль/гальку.
В начале 1990-х Космический телескоп Хаббла обнаружил протопланетарные диски, окружающие зарождающиеся звезды в туманности Ориона. Диски оказываются распространенной историей.
Пыльные протопланетарные диски обнаружить легче, чем полностью сформировавшиеся планеты: они рассеивают свет звезды и также имеют инфракрасное свечение (тепловое излучение).
Очень молодые звезды могут быть окружены реальными протопланетарными дисками. У более старых звезд могут быть диски осколков от столкновений между большими телами.
Некоторые диски усеченные либо имеют пустые центры или щели вероятно, вызванные гравитацией больших тел, как промежутки (щели) в кольцах Сатурна.
Компьютерное моделирование предполагает, что газ и пыль в плоских вращающихся дисках, вероятно, соберутся в большие тела, формируя, в конечном счете, планеты.
Таким образом, все доказательства указывают в одном направлении: наша Солнечная система не уникальна, хотя другие планетарные системы могут быть менее упорядоченными, чем наша.
«Экзо» означает «вне», т. е. вне нашей Солнечной системы. Планеты в нашей Солнечной системе вращаются вокруг Солнца, тогда как экзопланеты — по орбитам других звезд.
Число планет в нашей собственной Солнечной системе: 8. Число известных и подтвержденных экзопланет (к весне 2011): более чем 500.
Экзопланеты трудно увидеть. Они маленькие, темные и находятся близко к родительской звезде. Они отражают только очень небольшую часть света звезды.
Таким образом, их прямое обнаружение практически невозможно. Поэтому большинство экзопланет найдено через их косвенное влияние на родительские звезды.
Орбитальная гравитация экзопланеты заставляет звезду колебаться. Трудно увидеть на небе (астрометрия), но довольно легко оценить в свете, идущем от звезды.
Звезда попеременно движется к нам и удаляется от нас. Результат: небольшое периодическое изменение в длине волны испускаемого звездой света (эффект Доплера).
Это позволяет рассчитать период обращения на орбите и удлинение орбиты, а также (если масса звезды известна), нижний предел для массы планеты.
В 1995 таким способом была найдена первая экзопланета, вращающаяся вокруг подобной Солнцу звезды: 51 Пегаса Ь, обнаруженная швейцарской командой во главе с Мишелем Майором.
Другой метод: если мы видим край орбиты — планета регулярно появляется у поверхности родительской звезды. Во время этих «появлений» звезда немного затемнена.
Если размер звезды известен, падение яркости позволяет рассчитать размер планеты. Зная массу (получена методом Доплера), можно найти плотность.
Чтобы видеть край орбиты, необходимо контролировать много звезд. Это делается космическим телескопом NASA Кеплер. К настоящему моменту обнаружено более 1200 кандидатов.
Святой Грааль: подобная Земле экзопланета, на подобной Земной орбите, вокруг подобной Солнцу звезды. Может содержать жизнь. Кеплер может обнаружить это в течение нескольких лет.
Почти все экзопланеты, найденные до настоящего времени, странны так или иначе. Экзопланеты демонстрируют изумительное разнообразие свойств.
Первые обнаруженные экзопланеты (1992) вращались вокруг пульсара (звездный труп, мертвая звезда). У них неясное происхождение. Никакая жизнь там невозможна из-за сильного рентгеновского излучения пульсара.
Первыми планетами, найденными вокруг подобных Солнцу звезд, были «горячие Юпитеры» — более массивные, чем Юпитер, но расположенные ближе к своим звездам, чем Меркурий к Солнцу.
Конечно, горячий Юпитер легче разыскать: массивные планеты на малых орбитах производят большие звездные колебания. Но теперь сотни из них известны.
Самая горячая экзопланета: WASP-12b, 2240 °C. Может медленно испаряться, как гигантская комета. Испарение наблюдается и с другой планеты, HD 209 458b.
Самая маленькая орбита: GJ 1214b (2,1 млн км). Самый короткий период: 55 Cancri е (17 ч 40 мин). Некоторые планеты имеют чрезвычайно сильно наклоненные или очень удлиненные орбиты.
У многих звезд есть системы двух или более планет. У 55 Cancri есть пять планет; Gliese 581 и Kepler-11 имеют по шесть.
Космический телескоп Кеплер даже нашел в качестве возможного кандидата систему с двумя планетами, находящимися на одной орбите, одна из которых движется на 60° позади другой.
Некоторые скалистые планеты так горячи, что у них должна быть расплавленная поверхность. Другие могут быть полностью покрыты океаном и горячей, парной атмосферой.
CoRoT-7b и Kepler-10b — скалистые планеты, немного более крупные и объемные, чем Земля. Орбиты обеих близки к их звезде, таким образом, они лава-планеты.
Gliese 581g наиболее крупная. Она также имеет маленькую орбиту, но ее родительская звезда — спокойный красный карлик, поэтому на ее поверхности могут быть озера или моря.
Теоретики думают, что некоторые экзопланеты могут состоять в основном из соединений углерода или железа/никеля, в то время как другие могут быть скалистыми без металлического ядра.
Эти экстра-солнечные системы очень отличаются от Солнечной системы. Планета, подобная Земле, с океанами и жизнью, движущаяся вокруг подобной Солнцу звезде, может быть редкостью.
В XIX в. ученые предложили общаться с марсианами, сажая деревья так, чтобы они образовывали геометрические фигуры, или разжигая большие огни в Сахаре.
В 1959 Джузеппе Коккони и Филип Моррисон в статье для Nature предположили, что 21-см радиоволны — лучший выбор для межзвездной коммуникации.
