Наука

В планетных системах определена закономерность

11 января 2018 0

Экзопланеты, звездные системы

 

С каждым годом объем наших знаний об экзопланетах — небесных телах, вращающихся вокруг звёзд вне Солнечной системы, — растёт в геометрической прогрессии. Наблюдательная астрономия, таким образом, разрастается вширь и ввысь: появляются новые методы, улучшаются старые, на Земле строят колоссальные телескопы, а в космос запускают новые средства по обнаружению экзопланет.

На нынешний момент мы обнаружили около 4000 планет вокруг 3000 звезд. Причем у многих мы знаем радиус, орбиту, скорость вращения и даже обладаем данными о потенциальном наличии жидкой воды.

Но пока остается без хоть сколько-нибудь четкого ответа вопрос о том, как сформировались планетные системы вокруг звёзд? Все что у нас есть — дистанционные наблюдения за экзопланетными системами. Так как ближайшая к нам Проксима Центавра b располагается в 4,24 световых года от нас. Но даже из того, что мы видим с Земли, можно кое-что понять.

Калифорнийское исследование Кеплера

Основные методы вычисления экзопланет мы приводили в нашей статье, но все же стоит напомнить несколько основных. Самый популярный метод, взорвавший астрономическую вечеринку в 2014 году, — транзитный. Он основан на том явлении, что, когда планета проходит по диску своей звезды, у последней уменьшается светимость. Если в уменьшениях светимости есть закономерность, то, скорее всего, мы имеем дело с экзопланетой. Еще есть метод Доплера: в его основе лежит изменение радиальной скорости звезды под влиянием гравитации планеты. Тоже весьма надежный метод, но он годится для больших небесных тел, так как влияние маленьких планет на свою звезду соответственно меньше. Особняком стоит гравитационное микролинзирование — в его случае между Землей и условной звездой a есть еще звезда b, которая своим гравитационным воздействием фокусирует свет звезды а. И если у звезды-линзы есть планета, то это становится видно на кривой блеска. Ну и, конечно, метод прямого наблюдения никто не отменял.

Все методы хороши по-своему, но для того, чтобы с высокой точностью определить параметры планеты, нужно комплексное исследование с применением земных телескопов. Так, с целью более точного определения радиуса планет и периода их обращения, в 2011 году был запущен проект «Калифорнийское исследование Кеплера» (CKS) на базе обсерватории Кека и спектрографа HIRES в частности.

К настоящему моменту CKS проанализировал около 2000 планет в 1300 звездных системах, уточнив радиус и период обращения небесных тел. На основе такого богатого материала группа ученых во главе с Лорен Вайс решила выстроить закономерность.

Горошины в стручке

Сначала ученые отобрали 470 звезд, у которых было более одной экзопланеты. Затем, для большей точности, специалисты отсеяли системы, у которых была высокая погрешность в измерениях. В результате получилась выборка из 355 систем с 909 планетами в сумме.

До применения точных математических методов, исследователи прикинули, что если планеты находятся в одной системе, то у них примерно совпадает размер. Но даже если одна из планет была больше, то она была дальше от материнской звезды.

Чтобы проверить свои догадки, специалисты сначала построили зависимость между радиусами звезд-соседок, причем считалось, как соотносится ближняя планета с дальней. Если показывать получившийся результат на диаграмме, то результаты укладываются вокруг графика у=х, то есть прямой диагональной линии. Проще говоря, зависимость для разнообразных планетных систем будет очень близкой.

Для пущей уверенности исследователи применили бутстрэппинговые тесты — создание произвольных выборок для проверки выбранного показателя. Дополнительный тест показал, что они на верном пути и закономерность базируется на астрофизических процессах, а не на измерительных погрешностях.

Астрономы считают, что полученная закономерность говорит в пользу самой распространенной теории образования планет — возникновения и роста неоднородностей в газопылевом облаке вокруг звезды. Дальше предстоит еще уточнить измерения, выявлять закономерности и сравнивать их с Солнечной системой. Последнее особенно интересно, так как наша система сильно отличается от всех тех, которые нашел телескоп Кеплер.

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

Рассказать друзьям

0 Комментариев

Подписаться на рассылку

Комментарии

Войти с помощью 

Присоединяйтесь к нам в социальных сетях

В наших группах вы можете узнать много нового и интересного, а так же - принять участие в опросах и конкурсах

Присоединиться
Присоединиться