Планеты солнечные и внесолнечные

Планеты солнечные

и внесолнечные

Насонов Д.С.

Dmitry.Sergevich@gmail.com

2013

Солнце – это

Большой (радиус ~700 000 километров) Горячий (температура 5777 градусов

Кельвина) Вращающийся (оборот за ~26 суток) Спокойный (переменность <0.01 зв. вел.) Шар (отличие от сферической формы почти

незаметно)

Планета – блуждающее светило

• I век Нашей Эры: известно 7 планет

• 1543 год: известно 6 планет

• 1781 год: снова 7 планет!

• 23 сентября 1846 года был открыт Нептун

• 18 февраля 1930 года: обнаружение Плутона

• 24 августа 2006 года: планет снова 8!

Солнечная система сегодня:все планеты найдены. Ищем «карликов»

Планеты – это Достаточно массивные (до ~12..40 масс Юпитера)

шары, Вращающиеся вокруг звезды, Способные разогнать гравитацией другие тела со

своей орбиты. Планеты «не горят» (т.е. реакции горения не

происходят) Светят (в основном!) отраженным от звезды светом

Эрида Хаумеа

Макемаке

Наклон орбит карликовых планет

Плутон

Пояс Эджворта-Койпераи рассеянный диск

Орбиты транснептуновых объектов

Малые и карликовые планеты

Новая Солнечная система

Как найти планету в звездной системе?

Увидеть! (так находят малые планеты) Вычислить по движению соседей (так нашли

Нептун по возмущению орбиты Урана) Вычислить по изменению скорости или

положения звезды на небе (так можно найти «невидимый Юпитер»)

Выделить из изменений блеска звезды (транзит планеты по диску звезды)

Искать лучше там, где проходят орбиты уже известных планет (вблизи плоскости Эклиптики)

Изменения положения и скорости звезды: насколько сильно планета влияет на

звезду?

Скорость каждой точкидиска Солнца

Скорость каждой точкидиска Солнцабезвращения!

Пятна?

Скорости Солнца

Мечта астронома – получить идеальные данные, без шума

Ошибки (отклонения от нуля) отсутствуют

Номер дня (Юлианские дни)

В реальности шум и ошибки всегда есть!

Номер дня (Юлианские дни)

Скорость пешехода,идущего от нас

Красные линии показывают масштаб скоростей,обусловленных притяжением Урана и Нептуна

Отклонения от скорости «идеального» Солнца

– Шшш!

Уран и Нептун

Сатурни Уран сНептуном

Юпитери Сатурн

Солнце в движении: влияние планет

Влияние планет-гигантов на центр Солнечной Системы (барицентр) – измеримо!

Измерения скорости Солнца за десяток-другой лет позволяют найти Юпитер и Сатурн и заподозрить Уран с Нептуном

Чтобы обнаружить далекие планеты, надо наблюдать долго (за время, сравнимое с периодом обращения)

Притяжение планет земной группы почти не влияет на движение Солнца

Прохождение планет по диску звезды

Прохождение Венеры по диску Солнца

Наблюдалось в 1639 году В 1761 году М.В. Ломоносов открыл атмосферу

Венеры Прохождение Венеры по диску Солнца длится

около 6 часов Только 1/100 000 потока света от Солнца

задержит атмосфера Венеры 6 июня 2012 года мы наблюдали это явление!

Как Солнце «потухло» в 2004 годуи почти никто не заметил

Попробуй тут заметь!

Появление групп пятен

Транзит Венеры

В Солнечной системе все планеты, похоже,

найдены.Где теперь их будем

искать?

Где теперь искать планеты?

Лучше всего искать под фонарем!(По возможности исключаем влияние «шума»)

Подойдут спокойные звезды, расположенные поблизости

Планета оказалась не очень редким зверем (более половины звезд типа Солнца, вероятно, обладают планетными системами)

Не устроить ли облаву? (Методы мониторинга множества звезд)

Как загоним – навалимся и добьем! (Подробное изучение кандидатов всеми известными методами)

Как обнаружить планету у звезды?

Сфотографировать! Заметить «шатания» звезды («астрометрический»

метод) Увидеть «затмения» - прохождения планеты по

диску звезды («транзитный» метод) Измерить скорости вдоль луча зрения Отнаблюдать природную линзу (метод

микролинзирования) Отследить изменения частоты пульсаций (метод

«тайминга»)

Метод микролинзирования

Планеты в событиях

микролинзирования

«Как звезда становится ярче, а затем возвращается к привычной яркости»

Что использовать? Телескоп на Земле – дешевле Телескоп в космосе – точнее: от Hubble до

Humble Любительский телескоп и фотоаппарат –

увлекательнее15см MOST

HARPS+3.6м ESO

Bruce Gary+35см Meade

• Уже в 17-м веке велись рассуждения о том, какая может быть жизнь на других планетах (Х. Гюйгенс)

• 1855 г. Первое (неудачное) обнаружение планеты

у другой звезды (70 Oph)

• 1992 г Первая внесолнечная планета найдена! Но у «мертвой звезды» - пульсара PSR B1257+12

• 1995 г Первая планета у «нормальной» звезды

• 2002 г Первая планета у гиганта (Iot Dra)

• 2004 г Первое фото (ИК) экзопланеты (2M1207)

Первый прямой снимок

экзопланеты (в инфракрасных

лучах)

Марси и Батлер, 1996 г:47 Uma b, P~2.95 года70 Vir b, P=120 дней

Майор и Квелоз,1995 г:

51 Peg b, P=4.23 дня!

Что говорят нам графики?

Инструмент HARPS –рекордсмен открытий экзопланет

ПЛАНЕТЫ И ОСКОЛОЧНЫЕ ДИСКИ У МОЛОДЫХ ЗВЕЗД

Прямые снимки планетных систем,

Эпсилон Эридана

Бета Живописца

Бета Живописца

Бета Живописца

Осколочный диск

Маскакоронографа

Фомальгаут

Фомальгаут

Видите планету?А она есть!

ОТКРЫТИЕ ЗАТМЕННЫХ ЭКЗОПЛАНЕТ

Космический телескоп «Кеплер»

7.03.2009 –15.05.2013

Охотники за планетами –Planethunters.org

Затмение планетой диска звезды,наблюдаемое на кривой блеска

ЗООПАРК ЭКЗОПЛАНЕТ

Зоопарк экзопланет: май 2013 года

Всего: 888 планеты, 693 планетных систем (ПС), 133 систем с несколькими планетами. Открыты: 515 планет в 397 ПС – метод лучевых скоростей 308 в 245 ПС – затмения (транзиты) 20 в 18 ПС – микролинзирование 30 в 27 ПС сфотографировано 15 в 12 ПС – зарегистрировано с помощью

вариации периода («тайминг») 190 в 167 ПС не подтверждены!

Самые-самые Самая близкая – 3.2 пк (эпсилон Эридана) и… Конец 2012 г – открыта планета в системе Альфы

Центавра! Самая легкая – 0.6 массы Земли (у звезды массой в

половину солнечной на расстоянии 1180 пк) Самая вытянутая орбита – e=0.97 (HD 20782)

«Горячий Юпитер»

Углеродная планета

Планетау холодного

карлика

«Жидкая» планета

«Ледяная» планета

Ограничения

Сложно определить параметры точно Сложно наблюдать без перерывов Сложно определить угол, под которым мы

смотрим на систему Из-за этого часто известна не масса планеты, а ее

пределы: можно «спутать» с бурым карликом Звезда «шумит» (почти) непредсказуемо Часто условия наблюдений неповторимы

Итого

Май 2013: найдено 888 экзоплланет и более 2780 кандидатов!

Изучение звезд привело к определению того, что такое планета и планетная система (ПС)

Как сформировалась Солнечная система, до конца не понятно, но «есть идеи»

Мы находим планеты разных возрастов и можем сравнивать их, выстраивая эволюцию ПС

Солнечная система оказалась не уникальной, но и не типичной

Теперь мы знаем, что планеты

Мигрируют, перестраиваются Могут покидать родительскую звезду и

отправиться в «свободное плавание» Могут пережить даже взрыв сверхновой! Помогают изучать звезды. Каждый может поучаствовать в поиске

экзопланет!