Считается,
что Солнечная система сформировалась примерно 4,5 млрд лет назад. Из
облака газа и межзвездной пыли образовались центральная звезда и диск
вокруг нее. В этом диске из мелких частиц стали постепенно формироваться
более крупные тела, планетезимали, затем — протопланеты и, наконец,
планеты. Возможно, этот же процесс произошел во многих других уголках
Вселенной. Число известных планет за пределами Солнечной системы исчисляется сотнями. Большинство
из них принадлежат к планетным системам, состоящим из нескольких
планет. Такие планеты называются экзопланетами. Как правило, все они
имеют большие размеры (намного больше, чем Юпитер — крупнейшая планета
Солнечной системы), поэтому массы таких планет часто сравнивают с массой
Юпитера (1,9∙1027
кг). Лишь некоторые из них по размерам сопоставимы с Землей, однако эта
точка зрения может объясняться и несовершенством наших оптических
инструментов. Принцип обозначения экзопланет прост: после названия звезды указывается строчная буква, начиная с «Ь» (например, 51 Пегаса Ь). Следующие планеты обозначаются следующими буквами алфавита: с, d, е, f… (51 Пегаса с, 51 Пегаса d, 51 Пегаса е, 51 Пегаса f и так далее). Первая
экзопланета, обнаруженная непосредственно в результате наблюдений, —
2М1207 Ь. Ее масса в 3,3 раза превышает массу Юпитера. Она вращается на
расстоянии в 55 а. е. от своей центральной звезды — коричневого карлика.
Вокруг центральной звезды располагается пылевой диск, в котором можно
видеть, как образуются планеты. В таблице представлены некоторые планетные системы, насчитывающие несколько планет. Приведенные данные, за исключением данных последнего столбца, взяты из каталога экстрасолнечных планет. * Была вычислена с помощью метода радиальных скоростей, позволяющего определить минимальную массу планеты. ** При
расчете диаметров, приведенных в последнем столбце таблицы,
предполагалось, что плотность планеты равна плотности Юпитера (1330 кг/м3). Если предполагалось, что планета сравнима с Землей, при расчетах диаметра использовалась плотность Земли — 5520 кг/м3. В
предыдущей таблице представлены некоторые экзопланеты, расположенные
очень близко к центральным звездам своих планетных систем (планеты Глизе
876 Ь, с, d к своей звезде ближе, чем Меркурий — к Солнцу). Другие
планеты расположены на большем расстоянии (в планетной системе HD 8799
три планеты находятся примерно на том же расстоянии от звезды, как и
Нептун от Солнца). Экзопланеты
могут вращаться вокруг звезд различных типов: в 1992 году
радиоастрономы объявили об открытии планеты вблизи пульсара PSR1257+12.
Эти планеты считаются первыми экзопланетами. В 1995 году было объявлено
об открытии первых экзопланет вблизи звезды типа 51 Пегаса. Позднее были
обнаружены экзопланеты, вращающиеся вокруг красного карлика (Глизе 876 в
1998), звезды-гиганта (Йота Дракона, 2001), коричневого карлика
(2М1207, 2004), звезды спектрального класса К (HD40307, 2008) и звезды
A-класса (Фомальгаут, 2008). Планета Фомальгаут b в облаке межпланетной пыли в звездной системе Фомальгаута. Изображение получено с помощью космического телескопа «Хаббл». При
вычислении диаметров экзопланет используется плотность Юпитера или
плотность Земли (для экзопланет земного типа). Полученный результат
приведен в таблице на стр. 60. Аналогично были вычислены диаметры планет
первой много планетной системы, открытой вблизи звезды главной
последовательности, Ипсилон Андромеды. Эта система состоит из трех
планет, подобных Юпитеру: Ипсилон Андромеды Ь, с и d. Их диаметры при р =
1330 кг/м3
(плотность Юпитера) также представлены в таблице. Учитывая
представленные выше результаты и периоды обращения экзопланет, можно
определить массу центральных звезд соответствующих планетных систем по
третьему закону Кеплера: постоянная а3/Р2 равна массе центральной звезды (см. приложение). Многие
экзопланеты находятся ближе к звездам своих планетных систем, чем
Меркурий — к Солнцу. Это означает, что температура их поверхности очень
высока. Во
внутренней части Солнечной системы находятся небольшие скалистые
планеты, а первый газовый гигант, Юпитер, отдален от Солнца на
расстояние 5,2 а. е. Внесолнечные планеты чаще всего имеют очень большие
размеры и находятся намного ближе к своим звездам. Считается, что
обнаруживаемые различия между планетами этих типов обусловлены методами
наблюдений. Так, метод радиальных скоростей, который используется для
обнаружения экзопланет, позволяет найти более мелкие и массивные
планеты. Однако можно предположить, что орбиты большинства экзопланет
намного больше и что в большинстве планетных систем есть одна или две
планеты-гиганта, орбиты которых сравнимы с орбитами Юпитера и Сатурна. Какова
вероятность того, что на экзопланетах есть жизнь? Приблизительные
расчеты показывают, что обитаемая область Солнечной системы, где
возможно существование жидкой воды (иными словами, температура
поверхности заключена на интервале от 0 до 100 °C), простирается от 0,56
до 1,04 а.е. Внутренняя граница этой области пролегает между орбитами
Меркурия и Венеры, внешняя граница — сразу за орбитой Земли. Таким
образом, внутри этой области (выделена серым цветом на иллюстрации на
следующей странице) располагаются лишь две планеты, Венера и Земля.
Вследствие сильного парникового эффекта температура на Венере слишком
высока для зарождения жизни. Из всех известных сегодня экзопланет можно
говорить только об одной экзопланете земного типа — Глизе 581 d, которая
вращается в обитаемой области своей звезды и, вероятно, стала домом для
внеземной цивилизации. Возможно, в обитаемой области своей планетной
системы находится и Глизе 581 с. На этой планете, вероятно, находится
вода, однако, согласно некоторым исследованиям, парниковый эффект там
такой же сильный, как и на Венере. Многие
вопросы о свойствах и характеристиках экзопланет пока остаются без
ответов. К поиску экзопланет постепенно подключаются астрономы-любители.
Для решения этой задачи необходимо множество астрономических
наблюдений, а профессиональные телескопы крайне загружены, и в этих
условиях сотрудничество астрономов-любителей и профессионалов может дать
прекрасные результаты, как это было при изучении переменных звезд. Обитаемая зона нашей Солнечной системы и других планетных систем, где возможно существование жизни.
|