|
|
 |
|
|
 |
За пределами Солнечной системы: где во Вселенной идут стеклянные дожди и исчезают планеты
День космонавтики, который отмечают 12 апреля, напоминает о первом преодолении земного притяжения. Сегодня астрономы знают о существовании тысяч планет за пределами Солнечной системы. Ученый ПНИПУ рассказал, что известно об экзопланетах, как их находят и на какие вопросы астрономы до сих пор ищут ответы.
Еще тридцать лет назад вопрос о существовании планет у других звезд оставался скорее философским, а сегодня астрономы знают тысячи таких миров. Многие из них не просто отличаются от Земли, а бросают вызов самому представлению о том, какими могут быть планеты. Лавовые океаны, стеклянные осадки, металлические дожди — все это реальные явления, которые наблюдают ученые. Такие фантастические миры называют экзопланетами — планетами, находящимися за пределами Солнечной системы.
– Астрономам известно более 5500 экзопланет. Еще тысячи кандидатов ожидают подтверждения, и это число продолжает расти почти каждую неделю. Такой прогресс стал возможен благодаря космическим телескопам и миссиям, таким как Kepler и TESS, а также наземным обсерваториям, – говорит эксперт в области астрономии Пермского Политеха Евгений Бурмистров.
Охота за мирами: как обнаруживают экзопланеты
Экзопланеты почти невозможно увидеть напрямую, поэтому исследователи используют косвенные методы, каждый из которых дает разную информацию. Например, когда планета проходит на фоне звезды и гасит ее свет, ученые измеряют падение яркости и определяют размер планеты и ее орбиту. Такой способ называется транзитным.
Эксперты также используют метод радиальных скоростей. Он основан на том, что планета и звезда вращаются вокруг общего центра масс. Когда планета притягивает звезду, та чуть-чуть смещается. Это движение влияет на свет: астрономы улавливают микроскопические изменения в спектре и по их амплитуде определяют массу объекта. Зная размер и массу, можно вычислить плотность.
Чтобы обнаружить совсем далекие миры, ученые наблюдают, как свет звезды внезапно становится ярче. Это происходит, если на его пути оказывается массивный объект — другая звезда или планета, — чья гравитация, подобно линзе, искривляет свет, и яркость временно возрастает. Существует и прямое наблюдение — метод редкий и сложный, его используют только для исследования очень крупных планет, удаленных от своей звезды.
Комбинируя эти подходы, астрономы собирают полный портрет далеких миров.
Когда фантастика становится реальностью
— Экзопланеты оказались гораздо необычнее планет Солнечной системы. Среди них встречаются горячие юпитеры — газовые гиганты, вращающиеся очень близко к звезде. Или суперземли — планеты крупнее Земли, но меньше Нептуна. Мини-нептуны с плотной атмосферой и водородом, ледяные гиганты, лавовые миры и океанические планеты. И это только начало классификации, – продолжает эксперт ПНИПУ.
Это разнообразие наглядно демонстрирует подборка самых необычных экзопланет, представленная ниже.
Горизонтальный дождь из стекла
HD 189733 b — это газовый гигант, который по массе и базовому составу (водород и гелий) напоминает Юпитер. Однако если на Юпитере температура держится около -110 °C, то здесь атмосфера раскалена до 1000 °C, а ураганные ветры достигают скорости 8000 км/ч. Планета движется настолько быстро, что ее оборот вокруг родительской звезды занимает всего 2,2 земных дня, а расстояние до Земли составляет 64 световых года. Поскольку световой год равен тому пути, который свет проходит за один земной год (почти 9,5 триллиона километров), мы видим эту планету такой, какой она была больше полувека назад.
В атмосфере планеты обнаружены частицы силикатов (основы стекла), которые образуют осадки. Из-за чудовищных ветров дождь здесь идет не вертикально, а практически горизонтально. Планета имеет насыщенный синий цвет, но, в отличие от Земли, это не цвет океанов, а результат рассеяния света в «стеклянной» атмосфере.
Алмазный ад
55 Cancri e — это суперземля, расположенная в 40 световых годах от нас. Планета совершает оборот вокруг своей звезды всего за 18 часов и всегда повернута к ней одной стороной. На дневном полушарии температура достигает 2400 °C — здесь поверхность представляет собой океан расплавленной лавы. Ночная сторона, погруженная в вечную тьму, значительно холоднее: ее температура составляет около 1100–1400 °C.
Ученые предполагают, что состав 55 Cancri e содержит большое количество углерода, который распределен по слоям: в атмосфере он присутствует в виде угарного и углекислого газов, а на поверхности, вероятно, в форме графита и карбида кремния. В недрах, под действием колоссального внутреннего давления пород, углерод может кристаллизоваться в алмазы.
Планета, поглощаемая звездой
WASP-12b — это «горячий юпитер», расположенный на расстоянии около 1200 световых лет от Земли. Он находится настолько близко к своей звезде, что один оборот занимает чуть более суток. Ученые выяснили, что в атмосфере этой экзопланеты преобладают молекулы углерода, а на самом небесном объекте могут находиться алмазы и графит.
Температура на WASP-12b превышает 2500 °C. Под действием мощного излучения родительской звезды ее атмосфера раздувается и «срывается» в космос. Наблюдения показывают, что вещество планеты образует вокруг звезды светящееся облако — фактически она теряет массу и медленно разрушается. Астрономы считают, что через миллионы лет WASP-12b может полностью исчезнуть, став частью своей звезды.
Круговорот камней
K2-141b — это суперземля, расположенная на расстоянии около 202 световых лет от нас. Расчеты показывают, что она состоит преимущественно из железа и горных пород.
Температура на дневной стороне — той, что всегда обращена к родительской звезде, — достигает 3000 °C, из-за чего там плавятся даже камни. Они превращаются в пар, поднимаются в атмосферу и переносятся на ночную сторону, которая обращена в космос. Там камни конденсируются, выпадая в виде дождя из расплавленных минералов. Затем лава стекает обратно на дневное полушарие, запуская цикл заново.
Это полноценный аналог земного круговорота воды и один из самых наглядных примеров того, насколько привычные природные процессы могут выглядеть иначе в экстремальных условиях.
Планета с двумя светилами — реальный Татуин
Kepler-16b стала первой подтвержденной экзопланетой, вращающейся вокруг двойной звезды. Это моментально сделало ее «реальным Татуином» из «Звездных войн». Kepler-16b совершает полный оборот вокруг оранжевого и красного карликов, которые, в свою очередь, облетают друг друга за 41 день. Один год здесь длится около 229 суток, а расстояние до Земли составляет около 245 световых лет.
Сама планета - это газовый гигант, но ее средняя плотность выше, чем у нашего Сатурна. Для таких объектов это необычно: высокая плотность указывает на то, что значительную долю массы составляет тяжелое вещество. Поэтому ученые предполагают, что примерно половину Kepler-16b занимает ядро из горных пород и льда, а остальное приходится на водородно-гелиевую атмосферу. Температура на поверхности колеблется от -70 до -100 °C.
Открытие этой экзопланеты стало настоящим вызовом для астрофизиков: ранее считалось, что в такой тесной двойной системе планеты не могут формироваться из-за сложной гравитационной динамики. Однако существование Kepler-16b вновь доказало, что мы еще многого не знаем о космосе.
Мир железных дождей
WASP-76b — это раскаленный газовый гигант, который по своему составу больше похож на звезду, чем на привычные нам планеты. В его атмосфере астрономы обнаружили целый букет металлов и элементов, которые на Земле обычно входят в состав горных пород. Это натрий, калий, литий, магний, кальций, марганец, хром, барий, никель и, конечно, железо. Ученые даже нашли там молекулу оксида ванадия — соединение, которое на этой планете работает как «озоновый слой», сильно нагревая верхние слои атмосфер.
Дневная сторона планеты разогрета до 2400–2500°C, поэтому металлы испаряются и находятся в газообразном состоянии. Ветер переносит пары железа на более холодную ночную сторону, где они конденсируются и падают вниз настоящими железными дождями.
Обнаженное ядро в космосе
TOI-849b состоит преимущественно из железа и силикатов — тех же пород, что и кора нашей планеты. По размерам она сопоставима с Нептуном (то есть в 3–4 раза шире Земли), а её масса в 40 раз превышает земную. На долю легких газов — водорода и гелия — приходится не более 3–4% от общей массы. Это говорит о том, что TOI-849b, по сути, — огромное ядро бывшего газового гиганта.
Обычно объекты с такой массой неизбежно притягивают к себе огромное количество газа и превращаются в гигантов вроде Юпитера, но TOI-849b остался без оболочки. Ученые предполагают, что он потерял атмосферу из-за близости к звезде или мощного столкновения.
— Это редкий шанс «заглянуть внутрь» планеты, подобной Юпитеру, и изучить ее структуру напрямую, — говорит Евгений Бурмистров.
Далекий океан
GJ 1214 b — это суперземля в 48 световых годах от нас. Её плотность указывает на то, что значительную часть объёма занимает вода. Вероятно, планету покрывает океан глубиной в сотни километров, а ядро состоит из смеси камня и льда.
Главная особенность — условия в недрах. Из-за колоссального давления и температуры, достигающей +280 °C, вода там переходит в экзотические фазы. Например, существует так называемый горячий лёд: вода сохраняет кристаллическую структуру даже при температурах в сотни градусов.
Атмосфера GJ 1214 b плотная и насыщена водяным паром, тогда как у большинства других экзопланет она состоит из водорода и гелия. Это делает её уникальным объектом для изучения с помощью современных телескопов.
Что мы знаем и что скрыто туманом неизведанного
Современная наука уже может измерять массы и радиусы планет, определять плотность и предполагать состав, находить потенциально обитаемые зоны. Телескопы вроде James Webb позволяют изучать химический состав атмосфер с беспрецедентной точностью, находя водяной пар, метан и углекислый газ.
Однако многие вопросы остаются открытыми: как формируются разные типы планет? Почему некоторые системы так сильно отличаются от Солнечной? Как часто встречаются действительно обитаемые миры? Есть и более фундаментальные вопросы, которые ученые только начинают формулировать — например, какие формы жизни возможны при экстремальных условиях, не похожих на земные.
Даже ближайшие экзопланеты находятся так далеко, что современные космические аппараты летели бы туда сотни тысяч лет. Огромные расстояния, отсутствие технологий межзвездных перелетов и жесткая радиация делают освоение этих миров делом далекого будущего. Пока речь идет только о наблюдении.
В ближайшие десятилетия астрономия экзопланет будет развиваться в поисках «второй Земли», изучении биомаркеров в атмосферах и создании более мощных телескопов. Главная цель – ответить на один из самых фундаментальных вопросов: одиноки ли мы во Вселенной.
Контактное лицо: Татьяна (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 21:10, 08.04.2026
Количество просмотров: 62
Страна: Россия
| «Швабе» взял девять медалей на международном салоне «Архимед», Холдинг «Швабе» Госкорпорация Ростех, 15:52, 03.04.2026, Россия |
331 |
| Специалисты холдинга «Швабе» Госкорпорации Ростех выиграли девять медалей – по три золотых, серебряных и бронзовых - на XXIX Московском международном салоне изобретений и инновационных технологий «Архимед». Конкурсное жюри отметило разработки шести предприятий холдинга в сфере медицинского приборостроения, тепловизионной техники и создания высокотехнологичных оптических устройств. |
|
| Ученый Пермского Политеха рассказал, почему у людей бывают глаза разного цвета, ПНИПУ, 00:41, 03.04.2026, Россия |
111 |
| 31 марта отмечается необычный праздник – День гетерохромии. Это состояние, при котором радужки одного человека окрашены в разные цвета, всегда привлекало внимание. Эксперт ПНИПУ объясняет, что такое гетерохромия, почему она возникает, какие существуют виды и возможно ли изменить цвет глаз. |
|
|
|
|
|
|
|
Разделы //
Новости по странам //
Сегодня у нас публикуются //
|
|
