Экзопланеты - история открытия и современные достижения

Таким образом, формирование планет рядом со звездами – закономерный этап развития звездных систем. В то же время Солнечная система во многом нетипична. Земля находится в «зоне жизни», т.е. в области умеренных температур на поверхности планеты и обладает биосферой. Такое особое положение Земли связано с тем, что планеты-гиганты Солнечной системы, которые движутся вне «зоны жизни», позволяют суще

ствовать длительное время в такой зоне планетам земного типа.

В 2003 году с помощью орбитального телескопа «Хаббл» в созвездии Скорпиона была обнаружена планета, которую можно считать самой древней из известных на сегодняшний день в Млечном Пути. Ее возраст оценивается в 13 миллиардов лет, т.е. она почти втрое старше Земли, которая сформировалась около 4.5 млрд. лет назад. Планету назвали «Мафусаилом» - в честь библейского патриарха, прожившего 969 лет. Это такой же невероятный для человека возраст, как и возраст 13 млрд. лет для планеты. Большая часть известных экзопланет имеет приблизительно тот же возраст, что и Земля. С точки зрения современной теории развития Вселенной, существует временной порог образования планет, содержащих тяжелые элементы. В первом поколении звезд тяжелых элементов не было, только водород и немного гелия. По мере того, как звезды, израсходовав свое газовое «топливо», взрывались, их остатки разлетались во всех направлениях, попадая на поверхности соседних звезд. В результате реакций термоядерного синтеза образовывались новые, тоже тяжелые, элементы. «Мафусаил», предположительно, из легких элементов, так как его формирование произошло в те времена, когда во Вселенной не существовало углерода и водорода. Планета обращается вокруг красной звездной системы, состоящей из двух звезд в шаровом скоплении М4, которое находится на расстоянии в 5600 световых лет от Земли. Ее масса в 2.5 раза больше массы Юпитера.

Первая фотография экзопланеты получена в апреле 2004 года на Очень Большом Телескопе (ESO, Чили). В сентябре того же года она была сфотографирована и в инфракрасных лучах. Планета обращается вокруг молодого яркого коричневого карлика, который находится на расстоянии от нас 225 световых лет в созвездии Гидры. Планета в пять раз массивнее Юпитера, ее диаметр в полтора больше, чем у Юпитера. Радиус планеты примерно на треть превышает радиус орбиты Плутона.

В созвездии Пегаса у солнцеподобной звезды HD209458, которая находится от Земли на расстоянии 150 световых лет, имеется экзопланета, получившая имя Осирис в честь египетского бога плодородия. Планета массой 0.69 масс Юпитера и размером в 1.3-1.5 раза больше Юпитера, обращается на очень близкой орбите к звезде на расстоянии 7 млн. км. от нее. Поверхность планеты нагрета звездой до 1000 градусов Цельсия. С помощью телескопа «Хаббл» удалось обнаружить в верхних слоях атмосферы планеты свободные атомы углерода и кислорода.

В силу высокой температуры поверхности планета подобна огромной комете, так как имеет огромный шлейф испаряющихся газов. Как следствие, она постоянно теряет вещество, и в конце концов от нее может остаться лишь небольшое твердое ядро.

Исследование таких «горячих Юпитеров» имеет непосредственное отношение к проверке одной из моделей возникновения малых твердых планет, подобных Земле. Возможно, что наша планета в начальный момент формирования Солнечной системы также была подобием газового гиганта с размерами даже больше Юпитера, но с меньшей плотностью. «Солнечный ветер», возникший в момент, когда в ходе эволюции в ядре молодого Солнца начались интенсивные ядерные реакции, постепенно срывал внешнюю газовую оболочку с Земли и ближайших к ней планет. Земля и планеты земной группы (Меркурий, Марс, Венера) сформировались затем из остатков твердых ядер. Часть их вещества была поглощена нынешними планетами-гигантами, а из оставшегося сформировались многочисленные астероиды и кометы.

В первой трети 20-го века господствовала космологическая гипотеза Джинса. Согласно ей, планетная система Солнца образовалась в результате космической катастрофы, почти столкновения двух звезд. В силу крайней маловероятности такого события можно было полагать, что возможность существования в Галактике еще одной «планетной семьи» практически отсутствует. Теперь мы знаем, что планетных систем в Галактике – огромное множество. И Солнечная система – скорее правило, чем исключение в мире звезд. Стало также вполне ясно, что требуется от звезды для поддержания жизни в случае возникновения ее на обращающихся вокруг нее планетах.

На роль «сестры» Земли претендует планета, об обнаружении которой летом 2005 года сообщила команда астрономов из университета Санта-Круз в Калифорнии. Она вращается вокруг звезды Gliese 876 в созвездии Водолея и расположена от нас на расстоянии 15 световых лет. Планета находится к своему солнцу в 50 раз ближе, чем Земля к своему. Поэтому температура на ее поверхности составляет 200-400 градусов Цельсия, что не оставляет шансов для наличия воды в жидком состоянии. Но главное заключается в том, что хотя планета меньше Земли почти в два раза, ее масса в 5.9-7.5 раз превышает массу Земли. Прямых доказательств того, что планета твердая по составу, скалистая, пока нет. Но ее масса говорит в пользу гипотезы, что речь идет не о газовом гиганте. Она – самая маленькая из планет, обнаруженных вне Солнечной системы. В то же время планета такой массы может обладать достаточным притяжением для удержания атмосферы. Американские астрономы подчеркнули, что рассматривают это открытие как подтверждение теории существования небольших планет, пригодных для жизни. Интересно также, что обнаруженная планета – третья из семьи планет звезды Gliese 876. Первая – газовый гигант, примерно в два раза массивнее Юпитера, обнаружена была в 1998 году, вторая, тоже газовый гигант, но с массой в два раза меньшей, чем у Юпитера, в 2001 году.

Обнаружение коричневых карликов позволило пролить свет на механизмы образования звезд и планет. Звезды судя по всему, образуются посредством гравитационного коллапса межзвездного молекулярного газа, в то время как «создание» планет начинается через скопление пылевых частиц микронных размеров. Это различие в происхождении приводит в конечном счете к тому, что если планеты являются спутниками звезд, то коричневые карлики, находясь в определенной звездной системе, ведут как бы независимый образ жизни.

Согласно ряду оценок, в Галактике имеется около восьми миллиардов подходящих звезд, большинство из которых могут иметь планетные системы. Но подходящей для возникновения жизни может быть далеко не каждая планета. Необходимо выполнение трех основных условий для возникновения аналогов земной формы жизни: достаточно постоянная температура, наличие растворителя наподобие воды, атомы типа атомов углерода, которые способны образовывать сложные цепочки молекул. Вполне возможно представить и другие формы жизни на основе аммиака в океанах или на основе кремния. В этой связи стоить напомнить, что из девяти планет Солнечной системы только одна является примером «живой» планеты.

По мнению ученых, находись Земля всего на 5% ближе к Солнцу, то задолго до того момента, когда могла возникнуть жизнь, она подверглась бы в возрасте 1 миллиарда лет воздействию парникового эффекта, ставшего барьером для развития земных форм жизни. А если бы Земля находилась чуть дальше от Солнца, то как только ее атмосфера обогатилась бы кислородом, произошло бы быстрое оледенение, т.е. исчезла бы вода, наличие которой обязательно для развития жизни. Напомним также, что на Венере слишком горячо, а на Марсе – слишком холодно для возникновения жизни.

Страница:  1  2  3  4  5  6  7 


Другие рефераты на тему «Астрономия, авиация и космонавтика»:

Поиск рефератов

Последние рефераты раздела

Copyright © 2010-2017 - www.refsru.com - рефераты, курсовые и дипломные работы