Мировые фотки

мир
Систе­ма Фомаль­гау­та.
Фан­та­зия худож­ни­ка.
Иллю­стра­ция ESA, NASA,
and L. Calcada (ESO for STScI)

Веро­ят­но, боль­шин­ство чита­те­лей науч­ных ново­стей испы­ты­ва­ет изряд­ное разо­ча­ро­ва­ние, когда пони­ма­ет, что кра­соч­ные изоб­ра­же­ния ино­звезд­ных миров, кото­ры­ми пест­рят пресс-рели­зы, на самом деле «не насто­я­щие»: это тво­ре­ния худож­ни­ков, т.е. фан­та­зии на тему того, как мог­ли бы выгля­деть дале­кие пла­не­ты. Разо­ча­ро­ва­ние чита­те­ли испы­ты­ва­ют и тогда, когда узна­ют, что прак­ти­че­ски ни одну из тех трех сотен экзо­пла­нет, обна­ру­жен­ных к насто­я­ще­му момен­ту аст­ро­но­ма­ми, никто нико­гда допод­лин­но не видел. При­сут­ствие этих объ­ек­тов реги­стри­ру­ют по каким-либо кос­вен­ным при­зна­кам – неболь­шим коле­ба­ни­ям в спек­тре роди­тель­ской звез­ды, еле замет­ным сме­ще­ни­ям ее в зем­ных небе­сах, пери­о­ди­че­ским умень­ше­ни­ям блес­ка и т.д. Конеч­но, отто­го, что их никто не видел, вне­сол­неч­ные пла­не­ты не пере­ста­ют быть реаль­ны­ми (при­сут­ствие боль­шин­ства из них уста­нов­ле­но совер­шен­но одно­знач­но, при­чем порой сра­зу несколь­ки­ми раз­лич­ны­ми спо­со­ба­ми), одна­ко, как гово­рит­ся, все­гда хочет­ся хоть одним глаз­ком уви­деть…

И с неко­то­рых пор у уче­ных дей­стви­тель­но появи­лась такая воз­мож­ность – делать сним­ки экзо­пла­нет. Конеч­но, это не те кра­соч­ные кар­тин­ки, что сулят нам тво­ре­ния худож­ни­ков-фан­та­стов, а все­го лишь неболь­шие пят­ныш­ки све­та на циф­ро­вых фото­гра­фи­ях, но, тем не менее, они зна­ме­ну­ют собой нача­ло ново­го эта­па в кос­ми­че­ских иссле­до­ва­ни­ях. К сожа­ле­нию, наблю­дать пла­не­ты иных солнц до послед­не­го вре­ме­ни уда­ва­лось лишь в инфра­крас­ном све­те. Пла­не­ты эти зача­стую столь гигант­ские, что мало чем отли­ча­ют­ся от малень­ких «неудав­ших­ся» звезд – корич­не­вых (ина­че гово­ря, бурых) кар­ли­ков. Их роди­тель­ские звез­ды тоже доволь­но скром­ны по раз­ме­рам (ведь толь­ко в лучах совсем неболь­шо­го све­ти­ла пла­не­та име­ет шанс «не поте­рять­ся»).

Планета возле коричневого карлика 2MASSWJ1207334-393254. Фото: G. Chauvin et al.
Пла­не­та воз­ле корич­не­во­го кар­ли­ка
2MASSWJ1207334-393254.
Фото: G. Chauvin et al.

Сами такие откры­тия оста­ва­лись спор­ны­ми – за пла­не­ту мог­ли при­нять и корич­не­во­го кар­ли­ка, и фоно­вую звез­ду… Тем не менее, ситу­а­ция посте­пен­но меня­ет­ся к луч­ше­му. Насто­я­щий про­рыв в этих иссле­до­ва­ни­ях слу­чил­ся совсем недав­но, когда уда­лось сфо­то­гра­фи­ро­вать срав­ни­тель­но неболь­шую пла­не­ту у вполне «нор­маль­ной» звез­ды, да еще и в опти­че­ском, а не в инфра­крас­ном диа­па­зоне.

Помог уче­ным, конеч­но же, зна­ме­ни­тый кос­ми­че­ский теле­скоп NASA «Хаб­бл» (Hubble), кото­рый сфо­то­гра­фи­ро­вал веро­ят­ную пла­не­ту, мас­са кото­рой не пре­вы­ша­ет мас­су трех Юпи­те­ров. Пла­не­та нахо­дит­ся воз­ле звез­ды-гиган­та Фомаль­гаут (HD 216956) и совер­ша­ет один обо­рот по орби­те за 872 зем­ных года. Этот объ­ект рас­по­ла­га­ет­ся у самой кром­ки обшир­но­го пыле­во­го дис­ка (в его раз­ре­жен­ной внут­рен­ней части). Вза­и­мо­дей­ствие с пыле­вым дис­ком и слу­жит допол­ни­тель­ным дово­дом в поль­зу «насто­я­ще­сти» пла­не­ты.

При­ме­ча­тель­но, что прак­ти­че­ски одно­вре­мен­но с этой рабо­той ста­ло извест­но и еще об одном дости­же­нии (Science, http://dx.doi.org/10.1126/science.1166585), когда с помо­щью круп­ней­ших гавай­ских назем­ных теле­ско­пов Keck II и Gemini North, спо­соб­ных рабо­тать в инфра­крас­ном диа­па­зоне, груп­пе аст­ро­но­мов из Кана­ды, США и Вели­ко­бри­та­нии под руко­вод­ством Кри­сти­а­на Маруа (Christian Marois) из канад­ско­го Инсти­ту­та аст­ро­фи­зи­ки име­ни Герц­бер­га (Herzberg Institute of Astrophysics) уда­лось полу­чить фото­гра­фии сра­зу трех пла­нет у еще одной гигант­ской звез­ды – HR 8799 из созвез­дия Пега­са, кото­рая уда­ле­на от нас на 130 све­то­вых лет. Каж­дый из этих объ­ек­тов, нахо­дя­щих­ся на рас­сто­я­ни­ях 25, 40 и 65 аст­ро­но­ми­че­ских еди­ниц (1 а.е.=150 млн. км, дистан­ция от Зем­ли до Солн­ца) от звез­ды, в 5–13 раз пре­вы­ша­ет мас­су Юпи­те­ра. Если их пла­нет­ная при­ро­да в свою оче­редь под­твер­дит­ся, то речь мож­но будет вести не толь­ко об оче­ред­ных сним­ках экзо­пла­нет, но и о пер­вых пря­мых наблю­де­ни­ях ино­звезд­ных муль­ти­пла­нет­ных систем.

Снимки Фомальгаута b в 2004 и 2006 гг. Желтым эллипсом отмечена орбита, соответствующая по размерам орбите Нептуна. NASA, ESA, P. Kalas и др.
Сним­ки Фомаль­гау­та b в 2004 и 2006 гг.
Жел­тым эллип­сом отме­че­на орби­та, соот­вет­ству­ю­щая
по раз­ме­рам орби­те Неп­ту­на. NASA, ESA, P. Kalas и др.

КИТОВЫЙ УС

Фомаль­гаут – самая яркая звез­да в созвез­дии Южной Рыбы и 17-я по ярко­сти звез­да на всем ноч­ном небе. Она нахо­дит­ся от нас на рас­сто­я­нии в 25 све­то­вых лет. Назва­ние звез­ды в пере­во­де с араб­ско­го озна­ча­ет «рот кита». Забав­но, что пасть кита напо­ми­на­ют и све­жай­шие сним­ки про­то­пла­нет­но­го дис­ка Фомаль­гау­та, сде­лан­ные самы­ми мощ­ны­ми теле­ско­па­ми (неко­то­рым фан­та­зе­рам там, впро­чем, видит­ся еще и «глаз Сау­ро­на»). Фомаль­гаут дав­но и проч­но облю­бо­ва­ли фан­та­сты. Окрест­но­сти этой звез­ды были сна­ча­ла засе­ле­ны чудес­ны­ми коро­лев­ства­ми и прин­цес­са­ми (цикл «кос­ми­че­ских опер» Эдмон­да Гамиль­то­на), затем сослу­жи­ли доб­рую служ­бу в деле «экс­пе­ри­мен­таль­ной про­вер­ки гра­ви­кон­цен­тра­то­ров и в уста­нов­ле­нии пара­мет­ров Рай­та» («Урав­не­ние блед­но­го Неп­ту­на» Ере­мея Пар­но­ва и Миха­и­ла Емце­ва). Фомаль­гаут рож­дал самых при­чуд­ли­вых существ. Герои «Схиз­мат­ри­цы» Брю­са Стер­лин­га деся­ти­ле­ти­я­ми изу­ча­ли там язык газо­вых пузы­рей, что живут на пла­не­тах-гиган­тах («точ­нее все­го он мог быть опи­сан как ком­плекс неустой­чи­вых состо­я­ний атмо­сфе­ры»), а Сер­гей Лукья­нен­ко («Звез­ды – холод­ные игруш­ки») посе­лил в хол­ми­стых рав­ни­нах Фомаль­гау­та мышей-ала­ри («они раз­ви­ва­лись в лаби­рин­тах глу­бин­ных нор, им важ­на была подвиж­ность и неболь­шие раз­ме­ры»). Соглас­но Сер­гею Сне­го­ву («Люди как боги»), на Фомаль­гау­те так­же оби­та­ют какие-то разум­ные суще­ства, кото­рые не лише­ны свое­об­раз­но­го музы­каль­но­го слу­ха, одна­ко, увы, гораз­до при­ми­тив­нее людей. Соглас­но Мюр­рею Лейн­сте­ру, в систе­ме Фомаль­гау­та есть пре­крас­но обо­ру­до­ван­ные кос­мо­пор­ты и весь­ма ковар­ные кос­ми­че­ские пира­ты («Кос­ми­че­ские пира­ты») С Фомаль­гау­та вер­ну­лись герои Ста­ни­сла­ва Лема («Воз­вра­ще­ние со звезд»). Разу­ма они там так и не нашли, но вот Таран­то­га из «Звезд­ных днев­ни­ков Ийо­на Тихо­го» того же Лема чис­лит­ся уже про­фес­со­ром кос­ми­че­ской зоо­ло­гии в Фомаль­гаут­ском уни­вер­си­те­те…

Планеты у звезды HR 8799. Фанта- зия художника. Изображение: Gemini Observatory Artwork by Lynette Cook
Пла­не­ты у звез­ды HR 8799. Фан­та-
зия худож­ни­ка. Изоб­ра­же­ние: Gemini
Observatory Artwork by Lynette Cook

Авто­ром ново­го откры­тия ста­ла груп­па аме­ри­кан­ско­го аст­ро­но­ма Пола Кала­са (Paul Kalas) из Кали­фор­ний­ско­го уни­вер­си­те­та в Берк­ли (University of California, UC Berkeley, www.berkeley.edu). Иссле­до­ва­ние было про­ве­де­но при под­держ­ке NASA и Наци­о­наль­но­го науч­но­го фон­да (National Science Foundation – NSF). Калас сосре­до­то­чил­ся на изу­че­нии Фомаль­гау­та еще 15 лет назад, будучи аспи­ран­том, после того, как у этой звез­ды уда­лось заре­ги­стри­ро­вать пыле­вой диск. В 1998 году ради­о­на­блю­де­ния в суб­мил­ли­мет­ро­вом диа­па­зоне пока­за­ли, что диск из холод­ной пыли обра­зу­ет гигант­ское коль­цо вокруг цен­траль­ной звез­ды, что напо­ми­на­ет нам пояс Кой­пе­ра в нашей Сол­неч­ной систе­ме. В 2004 году Калас с помо­щью каме­ры ACS (Advanced Camera for Surveys) «Хаб­б­ла» изу­чил рас­пре­де­ле­ние пыли в пре­де­лах это­го поя­са, а три года назад, в 2005 году, он пока­зал, что внут­рен­ний край это­го дис­ка име­ет чет­кую гра­ни­цу, сви­де­тель­ству­ю­щую о при­сут­ствии како­го-то гра­ви­ти­ру­ю­ще­го объекта-«пылесборника» (это похо­же на при­сут­ствие спут­ни­ков в щелях колец Сатур­на). «Мы пред­ска­зы­ва­ли это в 2005 году, и теперь у нас есть пря­мое тому дока­за­тель­ство», – пояс­нил соав­тор Кала­са Джеймс Грэм (James R. Graham), про­фес­сор аст­ро­но­мии в UC Berkeley.

После вось­ми лет иссле­до­ва­ний и неод­но­крат­но­го фото­гра­фи­ро­ва­ния близ­ле­жа­щих звезд в надеж­де най­ти у них пла­не­ты Калас вытя­нул, нако­нец, свой счаст­ли­вый билет. На изоб­ра­же­нии, полу­чен­ном «Хаб­б­лом» в 2006 году, мы видим диск из пыли и облом­ков (свет­лый овал) у звез­ды Фомаль­гаут и свет­лую точ­ку пла­не­ты (она выде­ле­на отдель­но в вынос­ке). Пла­не­та нахо­дит­ся у внут­рен­ней кром­ки пыле­во­го дис­ка (кото­рый пред­став­ля­ет собой на самом деле коль­цо с дырой, выре­зан­ной вокруг звез­ды). Тем­ный уча­сток в цен­тре – это пят­но от коро­но­гра­фа, бло­ки­ру­ю­ще­го свет от излишне ярко­го све­ти­ла (оно в 100 млн. раз ярче самой пла­не­ты). Име­ет­ся уже две фото­гра­фии этой экзо­пла­не­ты, полу­чен­ные в 2004 и 2006 гг., кото­рые сви­де­тель­ству­ют о том, что пла­не­та дви­жет­ся по орби­те в пол­ном соот­вет­ствии с зако­на­ми небес­ной меха­ни­ки. За 21 месяц сдвиг был имен­но таким, как и поло­же­но пла­не­те, нахо­дя­щей­ся на 872-лет­ней орби­те, на рас­сто­я­нии 119 аст­ро­но­ми­че­ских еди­ниц (почти 18 млрд. км) от све­ти­ла.

«Я чуть было не полу­чил сер­деч­ный при­ступ в кон­це мая, когда уда­лось под­твер­дить, что Фомаль­гаут b дви­жет­ся по орби­те вокруг сво­ей роди­тель­ской звез­ды», – гово­рит Калас. Сним­ки сде­ла­ны с помо­щью теперь уже не рабо­та­ю­щей Усо­вер­шен­ство­ван­ной каме­ры для обзо­ров. Ново­от­кры­тая пла­не­та (Fomalhaut b), веро­ят­но, близ­ка по мас­се к Юпи­те­ру, но при этом уда­ле­на от сво­ей звез­ды в четы­ре раза даль­ше, чем Неп­тун от Солн­ца.

Из-за отно­си­тель­но низ­кой мас­сы и уда­лен­но­сти орби­ты этот объ­ект не может быть обна­ру­жен более при­выч­ны­ми на сего­дняш­ний день мето­да­ми (напри­мер, путем изме­ре­ния неболь­ших коле­ба­ний звез­ды, на кото­рую ока­зы­ва­ет вли­я­ние гра­ви­та­ция пла­не­ты). Не уда­лось уви­деть ее пока и в инфра­крас­ном диа­па­зоне, в кото­ром аст­ро­но­мы уже успеш­но фото­гра­фи­ру­ют наи­бо­лее круп­ные и горя­чие экзо­пла­не­ты воз­ле моло­дых звезд (теп­ло­вое све­че­ние испус­ка­ют еще не охла­див­ши­е­ся про­то­пла­не­ты, а вот «гото­вые» пла­не­ты све­тят в основ­ном отра­жен­ным све­том в опти­че­ском диа­па­зоне). Вме­сто это­го фото­гра­фию уда­лось полу­чить в види­мом све­те, в кото­ром боль­шин­ства пла­нет не вид­но не толь­ко из-за их мало­сти, но и из-за ярчай­шей звезд­ной «засвет­ки». Даже коро­но­граф «Хаб­б­ла» не в силах бло­ки­ро­вать звезд­ный свет в таких усло­ви­ях. Откры­тие пла­не­ты у Фомаль­гау­та ста­ло неожи­дан­но­стью, посколь­ку про­изо­шло лишь бла­го­да­ря ее исклю­чи­тель­ной ярко­сти (объ­ект, веро­ят­но, обла­да­ет очень высо­ким аль­бе­до). Ско­рее все­го, пла­не­та b в насто­я­щее вре­мя и сама окру­же­на вну­ши­тель­ны­ми коль­ца­ми, пыль и облом­ки в кото­рых со вре­ме­нем слип­нут­ся в какое-то подо­бие четы­рех юпи­те­ри­ан­ских спут­ни­ков Гали­лея. Если мы спо­соб­ны уло­вить свет от дан­ной пла­не­ты, то это может озна­чать, что она окру­же­на коль­ца­ми, настоль­ко широ­ки­ми и ярки­ми, что им обза­ви­до­вал­ся бы и сам Сатурн. Впро­чем, когда-то и наши пла­не­ты-гиган­ты мог­ли обла­дать подоб­ны­ми коль­ца­ми – когда воз­раст Сол­неч­ной систе­мы состав­лял поряд­ка ста мил­ли­о­нов лет.

ЗОНА ХАОСА

Сооб­ще­ние об откры­тии обна­ро­до­ва­но 14 нояб­ря 2008 г. в Science Express – на интер­нет-сай­те жур­на­ла Science (http://dx.doi.org/10.126/science.1166609). В сво­бод­ном досту­пе его мож­но най­ти на arXiv.org (http://arxiv.org/abs/0811.1994). Еще одна допол­ни­тель­ная ста­тья пуб­ли­ку­ет­ся в Astrophysical Journal, там ана­ли­зи­ру­ет­ся вза­и­мо­дей­ствие меж­ду пла­не­той и пыле­вым дис­ком Фомаль­гау­та с тем, что­бы про­из­ве­сти оцен­ку мас­сы пла­не­ты. Не исклю­че­но так­же, что в систе­ме Фомаль­гау­та вско­ре оты­щет­ся по край­ней мере еще одна пла­не­та (http://arxiv.org/abs/0811.1985).

Юджин Чан (Eugene Chiang), доцент Кали­фор­ний­ско­го уни­вер­си­те­та в Берк­ли и веду­щий автор ста­тьи в Astrophysical Journal, пояс­ня­ет, что каж­дая пла­не­та при сво­ем дви­же­нии по орби­те созда­ет так назы­ва­е­мую зону хао­са, и за счет гра­ви­та­ци­он­ных вза­и­мо­дей­ствий из такой зоны со вре­ме­нем выме­та­ет­ся боль­шая часть частиц. С уве­ли­че­ни­ем мас­сы пла­не­ты эта зона рас­тет, а зна­чит, по раз­ме­рам «зоны хао­са» вокруг Фомаль­гау­та b мож­но при­мер­но оце­нить и мас­су пла­не­ты. Она, как уже гово­ри­лось, сопо­ста­ви­ма с мас­сой Юпи­те­ра и уж во вся­ком слу­чае не долж­на пре­вы­шать мас­су трех Юпи­те­ров. Зна­чит, это имен­но боль­шая пла­не­та, а не корич­не­вый кар­лик (звез­да-недо­ме­рок), обра­ща­ю­щий­ся вокруг Фомаль­гау­та.

Чан счи­та­ет, что допол­ни­тель­ные иссле­до­ва­ния могут огра­ни­чить мас­су ново­от­кры­той пла­не­ты до 0,3−2 масс Юпи­те­ра, а ско­рее все­го она будет рав­ной одной юпи­те­ри­ан­ской мас­се. Любое более мас­сив­ное тело неиз­беж­но долж­но было бы «выгрызть» замет­но боль­шую часть пыле­во­го дис­ка вокруг звез­ды. Пояс про­сти­ра­ет­ся на рас­сто­я­ния от 133 до 200 аст­ро­но­ми­че­ских еди­ниц от Фомаль­гау­та Пла­не­та отсто­ит от его края на 18 а.е.

Воз­раст Фомаль­гау­та состав­ля­ет око­ло 200 млн. лет, но так как эта звез­да гораз­до мас­сив­нее наше­го Солн­ца, то жить ей оста­лось не так дол­го, как наше­му све­ти­лу; она будет гореть еще при­мер­но мил­ли­ард лет, а затем после­ду­ет взрыв и пре­вра­ще­ние в ней­трон­ную звез­ду (воз­раст наше­го Солн­ца – 4,5 млрд. лет, и ожи­да­ет­ся, что его топ­ли­ва хва­тит еще на 5 млрд. лет). Свою корот­кую жизнь Фомаль­гаут про­жи­вет ярко – он све­тит в 16 раз ярче Солн­ца, что, соб­ствен­но, поз­во­ля­ет с орби­ты его пла­не­ты видеть свою звез­ду столь же яркой, как Солн­це, види­мое с орби­ты Неп­ту­на (несмот­ря на то, что b нахо­дит­ся в четы­ре раза даль­ше от Фомаль­гау­та, чем Неп­тун от Солн­ца). Инте­рес­но, что пла­не­та за вре­мя наблю­де­ний в 2004–2006 гг. умень­ша­ла свой блеск в два раза. Иссле­до­ва­те­ли объ­яс­ня­ют эту стран­ность нали­чи­ем газо­вых кон­век­тив­ных пото­ков на внут­рен­ней гра­ни­це коль­ца воз­ле пла­не­ты.

Теперь аст­ро­но­мы с нетер­пе­ни­ем ожи­да­ют ремон­та «Хаб­б­ла», вос­ста­нов­ле­ния рабо­то­спо­соб­но­сти его усо­вер­шен­ство­ван­ной каме­ры для обзо­ров и инфра­крас­ной каме­ры для того, что­бы под­твер­дить нали­чие Фомаль­гау­та b, уточ­нить его орби­ту, выявить насто­я­щий источ­ник ано­маль­ной ярко­сти в види­мом диа­па­зоне и, воз­мож­но, най­ти дру­гие пла­не­ты. Ведь суще­ству­ет еще мно­го пусто­го про­стран­ства меж­ду пыле­вым дис­ком и самой звез­дой, и там мог­ли бы поме­стить­ся и дру­гие пла­не­ты со ста­биль­ны­ми орби­та­ми. «Веро­ят­но, нам при­дет­ся еще дождать­ся запус­ка ново­го кос­ми­че­ско­го теле­ско­па «Джеймс Вебб» (James Webb Space Telescope), кото­рый поз­во­лит соста­вить более чет­кое пред­став­ле­ние о бли­жай­шем к звез­де реги­оне, где мог­ли бы суще­ство­вать пла­не­ты, име­ю­щие на сво­ей поверх­но­сти запа­сы жид­кой воды», – гово­рит Калас.

САМАЯ ПЕРВАЯ ФОТОГРАФИЯ?

Как отме­ча­ет Калас, все преды­ду­щие сооб­ще­ния о полу­че­нии фото экзо­пла­нет обла­да­ли одним суще­ствен­ным недо­стат­ком: за пла­не­ту мог- ли при­нять более мас­сив­ный корич­не­вый кар­лик, кото­рый на самом деле пред­став­ля­ет собой неудав­шу­ю­ся звез­ду (мас­сой свы­ше 13 масс Юпи­те­ра) и на ран­них эта­пах жиз­ни ярко све­тит­ся в инфра­крас­ном диа­па­зоне (поэто­му-то пресс-рели­зы и вслед за ними новост­ные сай­ты пишут, что толь­ко теперь полу­че­на самая пер­вая фото­гра­фия ино­звезд­ной пла­не­ты).

На самом деле, одно из пер­вых реаль­ных сооб­ще­ний о полу­че­нии фото­гра­фии гигант­ской вне­сол­не­чой пла­не­ты (у корич­не­во­го кар­ли­ка 2MASSWJ 1207334–393254, рас­по­ло­жен­но­го от нас на рас­сто­я­нии в 225 све­то­вых лет, в южном созвез­дии Гид­ра) появи­лось еще в апре­ле 2004 г. Пер­во­на­чаль­но этот объ­ект был обна­ру­жен аст­ро­но­ма­ми, исполь­зу­ю­щи­ми Очень Боль­шой Теле­скоп (Very Large Telescope – VLT) Южной евро­пей­ской обсер­ва­то­рии (European Southern Observatory – ESO) в Чили. Оцен­ка мас­сы дала вели­чи­ну при­мер­но в 5 масс наше­го Юпи­те­ра, а рас­сто­я­ние от этой пла­не­ты до роди­тель­ской звез­ды по край­ней мере на 30% пре­вы­ша­ет рас­сто­я­ние меж­ду Плу­то­ном и Солн­цем, так что ей тре­бу­ет­ся 2 500 лет, что­бы совер­шить один виток вокруг сво­е­го све­ти­ла. Этот кан­ди­дат в пла­не­ты был обна­ру­жен с помо­щью адап­тив­ной опти­ки (поз­во­ля­ю­щей ком­пен­си­ро­вать эффект тур­бу­лент­но­сти зем­ной атмо­сфе­ры) и сним­ка в инфра­крас­ных лучах. Яркость его соста­ви­ла одну семи­со­тую от ярко­сти корич­не­во­го кар­ли­ка (в тех дли­нах волн, что исполь­зо­ва­лись при наблю­де­нии с VLT). В янва­ре 2005 г. при­шло под­твер­жде­ние это­го откры­тия (http://ru.arxiv.org/abs/astro-ph/0409323). Новое иссле­до­ва­ние было про­ве­де­но с помо­щью того же «Хаб­б­ла» и его инфра­крас­ной каме­ры NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer).

А в сен­тяб­ре 2008 г. три канад­ских аст­ро­но­ма из Уни­вер­си­те­та Торон­то (University of Toronto) объ­яви­ли о том, что им, воз­мож­но, уда­лось полу­чить первую фото­гра­фию пла­не­ты, обра­ща­ю­щей­ся воз­ле звез­ды, похо­жей на Солн­це (http://arxiv. org/abs/0809.1424). Новое дости­же­ние ста­ло реаль­но­стью бла­го­да­ря исполь­зо­ва­нию Gemini North и систе­мы адап­тив­ной опти­ки. Поми­мо сним­ка (в инфра­крас­ном диа­па­зоне) окрест­но­стей моло­дой звез­ды 1RXS J160929.1–210524, нахо­дя­щей­ся от нас при­бли­зи­тель­но в полу­ты­ся­че све­то­вых лет в направ­ле­нии на созвез­дие Скор­пи­о­на, были полу­че­ны так­же спек­траль­ные дан­ные, под­твер­жда­ю­щие пла­не­тар­ную при­ро­ду ком­па­ньо­на, мас­са кото­ро­го при­бли­зи­тель­но в восемь раз пре­вы­ша­ет мас­су Юпи­те­ра. Рас­сто­я­ние от ново­об­на­ру­жен­но­го объ­ек­та до роди­тель­ской звез­ды – 330 а.е. (тогда как самая уда­лен­ная от Солн­ца пла­не­та в нашей Сол­неч­ной систе­ме – Неп­тун – нахо­дит­ся на рас­сто­я­нии все­го 30 а.е.). Роди­тель­ская звез­да спек­траль­но­го клас­са K7 по сво­ей мас­се лишь немно­гим усту­па­ет Солн­цу (85%), одна­ко гораз­до моло­же его – ей все­го 5 млн. лет, тогда как Солн­цу – почти 5 млрд.

Веду­щий автор соот­вет­ству­ю­щей ста­тьи в Astrophysical Journal Letters – Давид Лафре­ньер (David Lafreniere). Аст­ро­но­мы отме­ча­ют, что веро­ят­ность того, что най­ден­ный объ­ект слу­чай­но спро­еци­ро­вал­ся на окрест­но­сти моло­дой звез­ды, доволь­но мала, одна­ко она все-таки суще­ству­ет. И потре­бу­ет­ся поряд­ка двух лет на то, что­бы под­твер­дить, что звез­да и ее веро­ят­ная пла­не­та пере­ме­ща­ют­ся по кос­мо­су в одном направ­ле­нии. Так что любая фото­гра­фия ино­звезд­ной пла­не­ты пока что еще может услов­но назы­вать­ся «самой пер­вой».

ДЛЯ ПОИСКА ЭКЗОПЛАНЕТ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ НЕСКОЛЬКО РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ

Пер­во­на­чаль­но по вари­а­ци­ям в излу­че­нии пуль­са­ров уда­лось обна­ру­жить при­сут­ствие пла­нет раз­ме­ром с Зем­лю. Одна­ко это были все заве­до­мо мерт­вые миры.

Затем с помо­щью допле­ров­ской спек­тро­ско­пии и назем­ных теле­ско­пов уче­ные научи­лись изме­рять неболь­шие сме­ще­ния харак­тер­ных спек­траль­ных линий раз­лич­ных эле­мен­тов в спек­трах звезд, вызван­ные воз­дей­стви­ем гра­ви­та­ции вра­ща­ю­щих­ся вокруг них пла­нет-гиган­тов. «Рыв­ки» звезд при­во­дят к тому, что спек­траль­ные линии немно­го сдви­га­ют­ся то в крас­ную, то в фио­ле­то­вую область спек­тра. Моде­ли­ро­ва­ние поз­во­ля­ет при необ­хо­ди­мо­сти выяв­лять при­сут­ствие сра­зу несколь­ких пла­нет, застав­ля­ю­щих роди­тель­скую звез­ду выпи­сы­вать замыс­ло­ва­тые «крен­де­ля» в про­стран­стве, высчи­тать их уда­лен­ность от све­ти­ла, пери­о­ды обра­ще­ния и дру­гие пара­мет­ры орбит. Этот метод реги­стра­ции экзо­пла­нет до сих пор оста­ет­ся едва ли не самым вос­тре­бо­ван­ным, одна­ко он не лишен серьез­ных недо­стат­ков: так, неяс­но, как плос­кость орби­ты систе­мы повер­ну­та к зем­но­му наблю­да­те­лю, поэто­му обыч­но полу­ча­ют лишь ниж­нюю оцен­ку масс. К тому же метод чув­стви­те­лен толь­ко к круп­ным объ­ек­там и плане- там, име­ю­щим чрез­вы­чай­но корот­кие пери­о­ды обра­ще­ния («горя­чим юпи­те­рам»).

Тре­тий путь открыл­ся вме­сте с точ­ны­ми аст­ро­мет­ри­че­ски­ми наблю­де­ни­я­ми. Прин­цип во мно­гом схож с допле­ров­ской спек­тро­ско­пи­ей, одна­ко при этом ведет­ся уже поиск пери­о­ди­че­ских коле­ба­ний в пози­ции роди­тель­ской звез­ды на небес­ной сфе­ре, а не ради­аль­ной ско­ро­сти. Этот метод, вооб­ще гово­ря, обла­да­ет еще мень­шей чув­стви­тель­но­стью и боль­шин­ством недо­стат­ков, при­су­щих спо­со­бу номер два, одна­ко поз­во­ля­ет при этом реги­стри­ро­вать весь­ма уда­лен­ные спут­ни­ки звезд и наблю­дать коле­ба­ния све­тил в систе­мах, наблю­да­е­мых не «с реб­ра», а «с макуш­ки» (т.е. обой­ден­ных при исполь­зо­ва­нии вто­ро­го мето­да).

Срав­ни­тель­но недав­но в ход пошел чет­вер­тый спо­соб, наби­ра­ю­щий теперь попу­ляр­ность не толь­ко сре­ди аст­ро­но­мов-про­фес­си­о­на­лов, но и сре­ди люби­те­лей: фото­мет­ри­че­ские изме­ре­ния про­хож­де­ний иско­мых пла­нет по дис­ку звез­ды. Тран­зит­ные «мини-затме­ния» поз­во­ля­ют полу­чить запи­си кри­вых интен­сив­но­сти звезд­но­го излу­че­ния и таким обра­зом вос­ста­но­вить инфор­ма­цию не толь­ко о мас­се, но и о раз­ме­рах затме­ва­ю­ще­го тела (и даже о его фор­ме). А зная мас­су и диа­метр пла­не­ты, мож­но оце­нить ее сред­нюю плот­ность и таким обра­зом выска­зы­вать обос­но­ван­ные пред­по­ло­же­ния об общем соста­ве. Спе­ци­фи­ка тран­зит­но­го мето­да – в пери­о­ди­че­ском отсле­жи­ва­нии пове­де­ния боль­шо­го чис­ла звезд. У неко­то­рых из этих звезд могут най­тись близ­кие и доста­точ­но круп­ные пла­не­ты, при­чем с под­хо­дя­щи­ми орби­та­ми, повер­ну­ты­ми к нам «реб­ром»… 

Еще один метод – метод гра­ви­та­ци­он­но­го мик­ро­лин­зи­ро­ва­ния – свя­зан с извест­ны­ми пред­ска­за­ни­я­ми тео­рии отно­си­тель­но­сти. Мас­сив­ный гра­ви­ти­ру­ю­щий объ­ект иска­жа­ет про­стран­ство и искрив­ля­ет про­хо­дя­щие рядом с ним све­то­вые лучи (напри­мер, от фоно­вой звез­ды), тем самым «выда­ет» себя. Дан­ный метод при­ме­ним даже в слу­чае срав­ни­тель­но неболь­ших объ­ек­тов, одна­ко он так­же тре­бу­ет непре­рыв­но­го сле­же­ния за мно­го­чис­лен­ны­ми звез­да­ми-кан­ди­да­та­ми, да к тому же сами собы­тия лин­зи­ро­ва­ния в прин­ци­пе не повто­ря­ют­ся (т.е. воз­ни­ка­ют слож­но­сти при необ­хо­ди­мо­сти под­твер­дить откры­тие и уточ­нить пара­мет­ры пла­нет­ной орби­ты). Нали­чие пла­не­ты, соб­ствен­но, выяв­ля­ют по кри­вой блес­ка – на ней в «час X» наблю­да­ет­ся допол­ни­тель­ный «пичок». Мето­дом мик­ро­лин­зи­ро­ва­ния были откры­ты, в част­но­сти, самые мел­кие пла­не­ты, так назы­ва­е­мые «супер­зем­ли», чья мас­са отли­ча­ет­ся от зем­ной менее чем на поря­док.

Нако­нец, несколь­ко лет назад (с появ­ле­ни­ем орби­таль­ных и круп­ней­ших назем­ных теле­ско­пов, снаб­жен­ных адап­тив­ной опти­кой) откры­лась и еще одна воз­мож­ность – улав­ли­вать свет (инфра­крас­ное излу­че­ние) от ино­звезд­ной пла­не­ты самым непо­сред­ствен­ным обра­зом. Мож­но либо обна­ру­жить спе­ци­фи­че­скую «при­месь» в спек­тре звез­ды, либо даже раз­ре­шить саму пла­не­ту, о чем, соб­ствен­но, и идет речь в дан­ной замет­ке…

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: