Locul nostru în această lume
Ciclul de gaz și praf din univers
Planeta în stele duble
Căutarea de planete în stele duble a început în anii 1980. chiar înainte ca astronomii să fi descoperit primele dovezi ale existenței unor exoplanetă, adică planete în afara sistemului nostru solar. În timp ce trece într-un sistem binar de stele poate arata mult mai complicat, sper să deschidă astfel de planete au mâncat o presupunere simplă: dacă planeta este într-adevăr, orbitează o stea binară eclipsand, este de așteptat ca acesta se deplasează în același plan ca și stelele însele. Cu alte cuvinte, dacă din punctul de vedere al observatorului terestru stelele se învecinează reciproc. atunci planeta este, de asemenea, probabil să obscure una sau ambele stele. Cu alte cuvinte, se presupune că orbitele stelelor și planetelor sunt în același plan - este o ipoteză rezonabilă, care ar putea fi testate.
Astronomii descoperă planete îndepărtate care orbitează în jurul unui sistem de două stele - lumi ciudate și misterioase, spre deosebire de orice în sistemul nostru solar
WORLD OF STARS DOUBLE
În multe privințe, eclipsele de stele binare sunt tocmai fundația pe care se construiește astrofizica stelelor. Dacă direcția spre observator se află în planul orbitei lor, atunci stelele fiecărei revoluții orbitale trec unul pe altul, blocând o parte a radiației. Modelarea exactă a modului în care fluxul de lumină scade în timpul eclipselor, putem afla dimensiunea și forma stelelor, precum și geometria orbitelor lor. Împreună cu alte dimensiuni, putem determina raza lor și masele. Numai stelele binare eclipsante pot măsura fiabil masele și razele stelelor, iar aceste date sunt apoi utilizate pentru a estima caracteristicile fizice ale stelelor unice și nu pentru a eclipsa perechi stelare.
WORLD OF STARS DOUBLE
Stelele duble se găsesc destul de des, iar astronomii au încercat să înțeleagă dacă pot exista planete duble. planete care se învârte în jurul a două soare. Unii s-au temut că condițiile din jurul stelei duble ar putea fi prea instabile, ceea ce nu ar permite formarea de planete. Cu toate acestea, descoperirile recente au arătat că planetele cu două stele nu numai că există, ci pot fi localizate în zona de viață a unui sistem binar în care este posibilă utilizarea apei lichide.
WORLD OF STARS DOUBLE
Dacă stelele într-un sistem binar sunt foarte departe unul de altul, referindu-se la o perioadă de, să zicem, o sută de ani, nu au aproape nici o influență asupra reciproc și se comportă ca și cum este în retragere completă. Planete pot orbita în jurul unei stele, și, în general, prezența unei a doua stea are aproape nici o influență asupra lor Aceste planete sunt numite „planete de o stea“ sau planeta S-Class:. Zeci de astfel de planete au fost descoperite în ultimul deceniu.
Un caz mult mai interesant este atunci când stelele sunt atât de apropiate unul de celălalt încât cifra de afaceri a unuia în jurul celuilalt are doar câteva săptămâni sau chiar zile. Pentru ca o planetă într-un astfel de sistem binar să aibă o orbită stabilă, trebuie să se întoarcă în jurul ambelor stele, nu unul dintre ele. Calculele numerice arată că distanța orbitei planetei de stele trebuie să fie mai mare decât valoarea minimă critică. Dacă orbita este prea aproape, sistemul dublu rotativ va rupe stabilitatea orbitei planetei și fie o va absorbi, fie o va arunca în spațiul galactic.
Remedierea minimă stabilă a planetei este de aproximativ două până la trei ori distanța dintre stele. Planeta de acest gen se numeste "planete duble", sau planete ale clasei P. În timp ce planetele orbiteaza stelele singure si in jurul unui sistemele stelare separate unele de celelalte stele binare sunt destul de comune, cercetătorii sunt interesați dacă natura poate crea un sistem planetar într-o stea binară în care planetele orbiteaza in jurul ambelor stele.
În cel mai simplu caz - o stea cu o singură planetă - pasajul are loc cu o periodicitate strictă. ceea ce le facilitează foarte mult detectarea. Dar adăugați încă o stea, iar sistemul cu trei corpuri va începe să arate efecte destul de complexe. Dificultatea apare din cauza faptului că stelele se mișcă rapid (în raport cu centrul de masă al sistemului -. Notă Lane ..), - în contrast cu un sistem cu o stea, în cazul în care lumina este, practic, nemișcat. Deoarece cele două stele sunt mult mai aproape unul de altul decât planeta, ei trebuie să se aplice în jurul reciproc, mai repede decât planeta din jurul lor - legea cunoscută a Johannes Kepler, gestionarea mișcării planetelor. Astfel, planeta va trece în fața obiectelor în mișcare rapidă și, uneori, va traversa discul stelar mai devreme, și uneori mai târziu. Deși aceste pasaje sunt exact previzibile (dacă sunt cunoscute masele și orbitele corpurilor), acestea nu apar periodic. În plus, durata pasajului va varia în funcție de mișcarea relativă a planetelor și a stelelor, care se închide, în cazul în care se deplasează în aceeași direcție, trecerea timpului va fi mai lung, odată ce steaua se află pe cealaltă parte a orbitei și se deplasează în direcția opusă acesteia, pasajul va fi mai scurt. Aceste modificări fac dificilă de a detecta planete, stele duble, dar OMC același timp, oferă un avantaj important: atunci când o orbită binară stea decodificat, imagine a punctelor de schimbare si lungimea de pasaje pot fi folosite pentru a confirma fiabil prezența unei planete într-un sistem binar. Nici un alt fenomen astronomic nu demonstrează o imagine similară. Această proprietate unică a planetei cu două stele este o dovadă a existenței sale.
Așa cum a fost prima dată
Steaua dublă este extrem de diversă. Unii se mișcă de-a lungul unor inele închise uriașe ale orbitelor lor în jurul centrului comun de masă, făcând un rând complet de sute de ani. Aceste stele se comportă ca și cum ar fi izolate; Planeta din clasa a 5-a poate circula în jurul fiecărui membru al unei astfel de perechi, aproape fără a se confrunta cu influența celei de-a doua stele. Dar stelele, situate aproape unul de altul, se pot întoarce în câteva săptămâni sau chiar zile. Timp de mulți ani nu a fost clar dacă planetele din clasa "P" ar putea supraviețui într-un câmp gravitațional în schimbare haotic, întorcându-se în jurul unei perechi de stele.
DOUĂ CLASE DE PLANETE ÎN SISTEME DOUBLE
În sistemul cu trei corpuri, un satelit invizibil al unui sistem binar își poate prezenta prezența în două moduri principale. Imaginați-vă că două stele se eclipsă între ele și o planetă relativ mare în jurul acestei perechi. Stelele unui sistem dublu se mișcă unul în jurul celuilalt, dar centrul de masă al acestei perechi se mișcă în jurul centrului de masă al sistemului celor trei corpuri. Prin urmare, stelele sistemului binar sunt mai aproape de Pământ, apoi puțin mai departe. Când se află mai departe, lumina stelelor ajunge la noi mai mult și eclipsele sunt observate puțin mai târziu. Când stelele se află mai aproape de noi, eclipsele sunt observate mai devreme. Cu cât este mai mare masa celui de-al treilea corp, cu atât este mai mare această diferență. efect ciclica legate de timpul de călătorie lumină, sugerează prezența unui obiect invizibil și pentru a estima masa, iar mai departe de al treilea corp din sistemul binar, cu atât mai mult acest efect, deoarece distanța suplimentară, și, prin urmare, timp majorarile de intarziere regula pârghiei. În cazul planetei presupuse pentru aproximativ 230 de zile, nu au existat modificări ciclice măsurabile la începutul eclipselor, ceea ce a însemnat că corpul invizibil are o masă mică. Dar cât de mic?
Influența asupra sistemului dublu al celui de-al treilea corp și direct prin gravitatea lui. Acest efect așa-numit dinamic, mai des decât efectul asociat cu timpul de călătorie al luminii, este folosit pentru a studia obiecte apropiate unul de celălalt. Un satelit invizibil modifică ușor orbitele stelelor într-un sistem binar, ceea ce afectează momentele de la începutul eclipselor. Deoarece cea mai mică dintre cele două stele se apropie de cel de-al treilea corp mai apropiat decât cel mai mare, orbita sa va fi mai perturbată. Spre deosebire de efectul de călătorie în timp al luminii, efectul dinamic afectează momentele eclipselor într-un mod mai complex.
Unul dintre colegii noștri din grupul de cercetare care lucrează cu telescopul „Kepler“, Fabritskaya Daniel (Daniel S. Fabryeky) de la Universitatea din Chicago, a spus, „că obiectul masei stelare ar trebui să influențeze puternic timpul eclipsei, în timp ce planeta în sine mult mai slaba va manifesta, dar potențial mod măsurabil. în ceea ce privește sistemul nostru, acesta a avut un efect dinamic apare un efect mult mai puternic a diferenței de timp de propagare a luminii. Am căutat și în cele din urmă a găsit schimbarea în ora de începere a eclipse, care a arătat că atracția de stele (la corpul invizibil și aproape că nu a atins valoarea pe care ar crea satelitul maselor stelare.
O coardă finală puternic sunat în acest studiu, atunci când Josh Carter (Joshua L. Carter) de la Centrul Harvard-Smithsonian pentru Astrofizică a construit un model de computer sofisticat al sistemului. A coincis exact cu toate datele observaționale pentru o planetă cu o masă asemănătoare cu cea a lui Saturn. Meciul perfect de observații și de modelare a confirmat existența planetei și a dat raze foarte precise, masele și caracteristicile orbitale ale sistemului.
CUM SĂ GĂSIȚI UN PLANET LA SISTEME MULTI STAR
Stelele duble sunt obiecte astronomice unice utile, care le dezvăluie cu ușurință secretele lor. Dacă, pentru un observator pe Pământ, aceste stele, când se deplasează de-a lungul orbitelor, se plictisesc unul pe altul, putem afla multe despre fiecare dintre ele, măsurând slăbirea strălucirii lor în timpul eclipselor. Acest lucru poate fi, de asemenea, folosit pentru a detecta planetele în jurul stelelor binare. Dar observarea planetelor nu este atât de simplă - sistemele a trei corpuri se pot comporta foarte greu. Iată versiunile idealizate ale efectelor pe care astronomii le caută.
În sistemul de eclipsare a stelelor binare, fiecare stea blochează scurt lumina celuilalt,
crearea de picături de luminozitate periodică
Dacă o planetă trece în fața unei stele, ea poate observa o parte din radiația stelei. În sistemele binare, stelele însele se mișcă. Ca urmare, uneori planeta trece înainte de steaua principală înainte și, uneori, mai târziu. În plus, dacă planeta și steaua se mișcă într-o singură direcție, trecerea va fi mai lungă, iar în cazul opus - cea mai scurtă. Acest efect oferă o întârziere de câteva zile și chiar mai mult.
3. Trecerea planetei pe fundalul unei stele duble
Planeta noastră Kepler-16b este primele planete descoperite aflate în tranzit se deplasează în jurul unei stele binare. Combinația de efecte dinamice de tranzit și dinamism a făcut această descoperire incontestabilă. Deoarece de pe suprafața planetei, fiecare dintre cele două stele ar trebui să arate ca soarele nostru. Kepler-16b în curând a fost poreclit Tatooine după planeta fictivă a epic „Star Wars“: acesta trebuie să fie, de asemenea, observate răsărituri și apusuri de soare duble. Science fiction a devenit un fapt științific.
O nouă clasă de planete
Zona dinamică a vieții
Tendința de „Kepler“ planete stea dublu deschis situat în apropierea regiunii de instabilitate are consecințe interesante. Am studiat „Kepler“ limita stea a acestei regiuni este de obicei situată în apropierea zonei locuibile - regiunea din jurul unei stele (în acest caz - în jur de două stele), în cazul în care menține temperatura radiației necesare pentru existența apei în stare lichidă pe suprafața planetei. Mai aproape de stea - și apa de pe planetă va fierbe; mai departe - și apa va îngheța. O apă în stare lichidă - o condiție necesară pentru existența vieții așa cum o știm.
În jurul unei singure stele, zona vieții are o formă sferică. Într-un sistem binar, fiecare stea are zona sa de viață propriu, care îmbina într-un sferoid deformate, în cazul în care stelele sunt apropiate unul de altul, la fel ca în cazul a dezvăluit „Kepler“ planete dublu stele. Ca stelele sunt de cotitură în jurul reciproc, zona de living, care rezultă, de asemenea, se rotește împreună cu ei. Pe măsură ce stelele se mișcă mai repede decât planeta, zonele de viață sunt rotite mai repede decât orbita planetei în jurul stelei sale.
WORLD OF STARS DOUBLE
Spre deosebire de Pământ, care are o orbită aproape circulară în jurul Soarelui, distanța dintre o planetă dublă stea și fiecare dintre soarele său variază foarte mult în timpul anului. Astfel, anotimpurile de pe planetă sunt susceptibile de a reuși reciproc în câteva săptămâni, deoarece stelele se învârt în jurul lor. Aceste schimbări climatice, aparent, sunt mari și cvasi-regulate: "Trebuie să fie un element necontrolat", observă Oros.
Două dintre planetele de tranzit cu stele duble găsite sunt situate în zona de viață a soarelui lor - un procent surprinzător de mare. Adevărat, fiind în zona vieții este o condiție necesară, dar nu suficientă pentru existența vieții. De exemplu. Luna este, de asemenea, în zona de viață a Soarelui nostru, dar este complet nelocuită, datorită masei sale mici, gravitatea lui este prea slabă pentru a menține atmosfera. Și totuși, faptul că o mare parte a planetelor unei stele duble este localizată în zonele lor de viață face o minune. Ce poate fi viața și chiar mai mult civilizația pe aceste planete cu astfel de sezoane și schimbări rapide?
Lawrence Doyle Astrofizician al Institului SETi din Mountain View, California
William Welch este profesor de astronomie la Universitatea California din San Diego.