Skip to content

На темной стороне экзопланеты обнаружено странное горячее пятно

Еще до начала «теплой миссии» космический телескоп Спитцер (Spitzer) передал ученым данные об экзопланете Ипсилон Андромеды b, обработка которых поставила астрономов в тупик. Но прежде чем рассказать о том, что же так удивило исследователей, стоит немного описать планету. Она была обнаружена в 1996 году, входит в планетную систему звезды Ипсилон в созвездии Андромеды и относится к самому распространенному среди известных экзопланет классу «горячих юпитеров». Период обращения вокруг звезды составляет 4,6 суток, масса – 70% массы Юпитера, а удаленность от звезды – 0,06 а.е. (6% расстояния от Земли до Солнца, или 9 млн км). Особенность планеты состоит в том, что как и Луна относительно Земли, она всегда повернута к звезде одной стороной, в связи с чем перепад температур между освещенной и темной сторонами, по мнению ученых, может достигать 630 градусов Цельсия, причем, логично было бы предполагать, что самая горячая точка планеты должна находиться где-то на освещенной стороне.

экзопланета Ипсилон Андромеды b в представлении художника

экзопланета Ипсилон Андромеды b в представлении художника

Однако информация, полученная командой астрономов во главе с Яном Кросфилдом (Ian Crossfield) из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе, свидетельствует об обратном. Телескоп Спитцер измерял поток инфракрасной радиации, исходящий от системы Ипсилон Андромеды, с высокой точностью фиксируя ее колебания. Оказалось, что излучение было сильнее всего в те моменты, когда планета с точки зрения земного наблюдателя была в стороне от звезды. Это означало, что самая горячая ее зона находится не в подсолнечной области, а сдвинута в сторону примерно на 90 градусов.
Пока доподлинно не известно какие причины вызвали такое необычное явление. Среди основных версий называются движение атмосферы, магнитные взаимодействия звезды и планеты, а также аномально высокая активность внутренних слоев газового гиганта. Один из руководителей миссии телескопа Спитцер в NASA Майкл Вернер (Michael Werner) сказал, что «результаты наблюдения системы Испилон Андромеды b показали, что нам предстоит пройти долгий путь, прежде чем мы начнем понимать другие миры».

Телескоп Хаббл сфотографировал умирание звезды

Неутомимый помощник астрономов космический телескоп Хаббл (Hubble Space Telescope) передал на Землю изображение, на котором запечатлена планетарная туманность NGC 6210 – облако газа, сброшенное умирающей звездой. Подобные объекты образуются, когда звезда, сравнимая по массе с нашим Солнцем, достигает завершающей стадии жизни. Следующим шагом становится превращение в белого карлика и окончательный сброс газовых оболочек.

Планетарная туманность NGC 6210

Планетарная туманность NGC 6210

При помощи телескопа Хаббла ученым удалось разглядеть в деталях туманность NGC 6210 и выяснить, что ее «сердцем» является именно умирающая звезда. Превращение в белого карлика – небольшую по размерам, но очень горячую звезду – происходит, когда запасы топлива, необходимого для протекания термоядерной реакции, подходят к концу. Согласно представлениям ученых, жизненный цикл звезд, сравнимых с Солнцем и NGC 6210, длится около десяти миллиардов лет. К счастью, «срок годности» нашей звезды истекает не ранее, чем через 5 млрд лет.

Планетарная туманность NGC 5189

Планетарная туманность NGC 5189

Комические объекты, носящие название планетарных туманностей, собственно к планетам не имеют никакого отношения, — это название закрепилось потому, что возможность наблюдать за подобными туманностями появилась у астрономов достаточно давно, и в оптику тех времен подобные объекты виделись, как гигантские планеты. К примеру, туманность NGC 6210 была открыта еще в 1825 году немецким астрономом Фридрихом Струве (Friedrich Struve).

Протопланетарная туманность IRAS 19475+3119

Протопланетарная туманность IRAS 19475+3119

Обычно планетарные туманности обладают округлыми очертаниями, однако в некоторых случаях их форма может быть весьма необычной. Например, недавно астрономам удалось сфотографировать планетарные туманности, напоминающие гигантскую двойку и умирающую птицу.

Как взвесить звезду?

Одной из самых важных характеристик наблюдаемых астрономами объектов является их масса. Оценка массы той или иной звезды, как самых распространенных из видимых тел в космосе, всегда представляет собой нетривиальную задачу. Более того, на сегодняшний день у астрономов нет надежного и точного метода определения звездной массы. Математические модели и оценка светимости дают лишь приближенные значения, не всегда удовлетворяющие исследователей. С более-менее приемлемой точностью современные методы позволяют определить лишь массу двойных звезд. Однако астрофизик Дэвид Киппинг (David Kipping) предложил метод определения массы отдельно взятой звезды, правда, с некоторыми условиями: у звезды должна быть планета, а у планеты спутник. Кроме этого, наклон плоскости эклиптики наблюдаемой системы должен быть такой, чтобы можно было видеть как планета пересекает диск звезды.

везда с экзопланетой и спутником

везда с экзопланетой и спутником

На рисунке художник показал основную концепцию метода Киппинга
При таких условиях можно определить сразу несколько параметров орбиты планеты и ее спутника, а также их относительные размеры. Далее в дело вступает третий закон Кеплера, и можно определить плотность как звезды, так и планеты. А зная эти величины и учитывая законы гравитации и комбинируя отклонения в угловых скоростях, можно вычислить непосредственно массу звезды. К сожалению, из известных на сегодня 90 звезд с планетами, пересекающих звездный диск при наблюдении, нет пока ни одной, у которой был бы замечен спутник. Тем не менее, активные исследования и поиск экзопланет с большой вероятностью позволяют надеяться в ближайшее время на обнаружение таких систем и соответствующую апробацию метода Киппинга.

В 2030 году на Марс отправится индийская экспедиция

Индия становится все более серьезным участником команды по освоению космоса. Наряду с изучением Луны при помощи зондов, первый из которых уже завершил свою миссию, а запуск второго, предположительно, состоится в 2013-2015 годах. Индийское космическое агентство (ISRO) планирует в 2030 году отправить миссию на Марс.

Индийское космическое агентство (ISRO)

Индийское космическое агентство (ISRO)

Пока не ясно, будет это пилотируемая миссия или беспилотная, однако, по словам главы индийского института о космосе и технологиях Абдула Калама (Abdul Kalam), программа будет подготовлена и выполнена в полном объеме.
Четыре года назад ISRO уже анонсировало запуск пилотируемой экспедиции к красной планете в 2012-2013 годах, однако в последствии эти намерения не нашли продолжения, также пока не выработаны научные цели предстоящей миссии.
На данный момент Индия активно развивает свою лунную программу. 22 октября 2008 года был запущен первый индийский лунный зонд «Чандраян-1». Планировалось, что он проработает на орбите два года, выполнив за это время программу по составлению подробной карты поверхности земного спутника и изучив его химический состав, но, к сожалению, миссия аппарата была прекращена досрочно – специалисты потеряли с ним связь. Наряду с изучением наших ближайших «соседей» по космосу, ISRO собирается уже в текущем году отправить в космос гаганавтов, – так на санскрите называют космонавтов.

Охотники за экзопланетами получили новый инструмент

Международная группа астрономов из Аризонского университета (University of Arizona), Швейцарской высшей технической школы (Swiss Federal Institute of Technology), Европейской южной обсерватории (European Southern Observatory) разработали способ получения изображений экзопланет, ранее скрытых от наблюдателей излучением звезды. Новая оптическая система позволяет увидеть планеты, расположенные в непосредственной близости от звезды. Сотни уже открытых экзопланет в подавляющем большинстве были обнаружены по косвенным признакам гравитационных отклонений родительских звезд. И лишь малую часть из них можно наблюдать непосредственно в телескоп. Ранее, чтобы разглядеть планету в лучах звезды, она должна была располагаться на расстоянии не менее 30 астрономических единиц (а.е.). Соответственно близлежащие объекты оставались недоступны для наблюдения. Исследователи создали специальную оптическую систему, в основе которой используется аподизационный фильтр (APP, Apodizing Phase Plate).

аподизационный фильтр

аподизационный фильтр

Это стеклянная пластина с вырезанным на ней лазером сложным рисунком, уменьшающим эффект дифракции и снижающим интенсивность света от более яркого источника. Подобный эффект ранее получали, используя систему коронографов, подверженную сильному влиянию внешних условий. Малейшего ветерка было достаточно, чтобы вибрации телескопа не позволили получить изображение.

аподизационный фильтр

аподизационный фильтр

Данная система, по словам одного из руководителей проекта Фила Хинца (Phil Hinz), лишена таких недостатков. Хинц говорит, что это как если бы сторонний наблюдатель ранее мог рассмотреть только внешние планеты Солнечной системы за орбитой Нептуна, то с помощью APP ему стали доступны для изучения такие планеты как Земля, Марс и Венера. Предложенная технология уже успешно опробована на VLT (Very Large Telescope) в Южной Европейской обсерватории в Чили. Астрономы получили изображение экзопланеты у Беты Живописца, расположенной на расстоянии всего 7 а.е.

изображение экзопланеты у Беты Живописца

изображение экзопланеты у Беты Живописца

Само же созвездие Живописца находится на расстоянии 63 световых лет от Солнечной системы. В ближайших планах астрономов исследование ярких и близлежащих звезд, таких как Альфа Центавра на предмет поиска у них газовых гигантов.