Открытия и исследования экзопланет

[vika vorobyeva]

Группа Марси (Marcy) заявила об открытии еще 5 экзопланет. Три из этих планет находятся на расстоянии около 1 а.е. от звезды (т.е. это не "горячие юпитеры", а скорее, "водные гиганты").
Подробности:

1. Имя планеты HD 45350 b.
M*sin I = 0,98 M. Среднее расстояние 1,77 а.е. Орбитальный период 890.76 ± 37.42 дней, эксцентриситет 0.78 ± 0.09 (!)
Подробности тут: http://www.obspm.fr/encycl/HD45350.html

2. Имя планеты HD 99492 b.
M*sin I = 0,122 M. Среднее расстояние 0,119 а.е. Орбитальный период 17.038 ± 0.00536 дней, эксцентриситет 0.05 ± 0.12 ("горячий Нептун" или "горячий Сатурн" в зависимости от величины i)
Подробности тут: http://www.obspm.fr/encycl/HD99492.html

3. Имя планеты HD 117207 b.
M*sin I = 2,06 M. Среднее расстояние 3.78 а.е. Орбитальный период 2627.08 ± 63.51 дней, эксцентриситет 0.16 ± 0.05.
Подробности тут: http://www.obspm.fr/encycl/HD117207.html

4. Имя планеты HD 183263 b.
M*sin I = 3.69 M. Среднее расстояние 1.52 а.е. Орбитальный период 634.23 дней, эксцентриситет 0.38 ± 0.03.
Подробности тут: http://www.obspm.fr/encycl/HD183263.html

5. Имя планеты HD 188015 b.
M*sin I = 1.26 M. Среднее расстояние 1.19 а.е. Орбитальный период 456.46 дней, эксцентриситет 0.15 ± 0.09.
Подробности тут: http://www.obspm.fr/encycl/HD188015.html
Последняя планета особенно интересна: ее орбита проходит почти по середине обитаемой зоны. Если у нее есть крупный спутник с массой больше массы Марса (что вполне возможно), этот спутник вполне может быть обитаемым.
Звезда HD 188015 имеет спектральный класс G5IV, расстояние до нее 52.6 пс.

[vika vorobyeva]

Открыты еще 6 новых экзопланет.
Три из них – типичные «горячие юпитеры». Это:

1. HD 2638 b, M*sin I = 0,48 M_J, расстояние до звезды 0,044 а.е., эксцентриситет 0, орбитальный период 3,44 дня.
Подробности здесь:
http://www.obspm.fr/encycl/HD2638.html

2. HD 27894 b, M*sin I = 0,62 M_J, расстояние до звезды 0,122 а.е., эксцентриситет 0.049 ± 0.008, орбитальный период 18 дней.
Подробности здесь:
http://www.obspm.fr/encycl/HD27894.html

3. HD 63454 b, M*sin I = 0,38 M_J, расстояние до звезды 0,036 а.е., эксцентриситет 0, орбитальный период 2,82 дня.
Подробности здесь:
http://www.obspm.fr/encycl/HD63454.html

Все три планеты открыты группой Moutou (как правильно произнести это имя?)

4. HD 93083 b, M*sin I = 0,37 M_J, расстояние до звезды 0,477 а.е., эксцентриситет 0.14 ± 0.03, орбитальный период 143.58 ± 0.60 дня. Чуть подальше, но все еще жарко
Подробности здесь:
http://www.obspm.fr/encycl/HD93083.html

5. HD 101930 b, M*sin I = 0,30 M_J, расстояние до звезды 0,302 а.е., эксцентриситет 0.11 ± 0.02, орбитальный период 70.46 ± 0.18 дней.
Подробности здесь:
http://www.obspm.fr/encycl/HD101930.html

Последние две планеты открыты группой Ловиса (Lovis).

И наконец, самая интересная

6. HD 142022 A b, M*sin I = 4,4 M_J, расстояние до звезды 2,8 а.е., эксцентриситет 0,57, орбитальный период 1923 ± 80 дня.
Подробности здесь:
http://www.obspm.fr/encycl/HD142022.html
Это – эксцентричный водный гигант, половину своего орбитального периода проводящий в зоне обитаемости.
Центральная звезда спектрального класса К0 V, расстояние до нее 36 пс.

[vika vorobyeva]

На сайте

http://www.extrasolar.net/mainframes.html

представлена дополнительная информация о новооткрытых планетах.
Например, планета HD 93083b (m*sin I = 0,37 M_J) вращается вокруг звезды спектрального класса K3 V, массой 0,7 солнечных масс. Поэтому при среднем расстоянии 0,477 а.е. (а если точнее, расстояние планеты от звезды меняется от 0.41 до 0, 54 а.е.) равновесные температуры на планете вполне "человеческие" - от 297 до 342 K (т.е. от 24 до 70 С).
Таким образом, у этой планеты вполне может быть обитаемый спутник (если он будет достаточно массивным для того, чтобы удержать атмосферу и жидкую воду).

[vika vorobyeva]

Открыта массивная планета или коричневый карлик у красного гиганта.

Имя объекта HD 13189 b.
M*sin i = 8-20 M_J, большая полуось 1,5 – 2,2 а.е., эксцентриситет 0.28 ± 0.06, орбитальный период 160.7 ± 12.0 дней.
Параметры звезды: расстояние до нее 185 пс, спектральный класс K2 II, масса 2-7 масс Солнца.
Подробности здесь:
http://www.obspm.fr/encycl/HD13189.html

Я думаю, что этот объект – все же коричневый карлик, а не планета, но случай все равно показательный. Получается, что планеты могут быть не только у относительно маломассивных звезд, но и у звезд со средними массами (3-10 масс Солнца).

[vika vorobyeva]

Открыта еще одна экзопланета.

Ее название HD 209458 b.
M*sin i = 0.69 ± 0.05 M_J, радиус 1.32 ± 0.05 R_J, температура поверхности 1,130 ± 150 K, орбитальное расстояние 0.045 а.е., орбитальный период 3.52474541 ± 0.00000025 дней.
Типичный "горячий юпитер".

Подробности здесь:
http://www.obspm.fr/encycl/HD209458.html

[vika vorobyeva]

Упс И правда
А в базе было написано "обновление 13 апреля 2005 года", вот я и купилась, подумала, новую планету открыли...

[vika vorobyeva]

Еще кое-что о системе Ипсилон Андромеды (полный текст здесь):

http://www.berkeley.edu/news/media/releases/2005/04/13_planet.shtml

«Согласно новому исследованию, проведенному учеными из Калифорнийского Университета, Беркли, и Северо-Западного Университета, специфические орбиты трех планет, накручивающих петли вокруг далекой звезды, можно объяснить, только если предположить, что четвертая планета наткнулась на одну из них и выбила ее с круговой орбиты. Это заключение основано на результатах компьютерной экстраполяции 13-летних наблюдений движения планет вокруг звезды Ипсилон Андромеды. Предполагается, что некруговые и часто высокоэллиптичные орбиты многих внесолнечных планет, обнаруженных к настоящему моменту, могут быть результатом рассеяния планет друг на друге. В таком сценарии одна из планет может быть полностью выброшена из системы или отброшена на удаленную орбиту, оставив внутренние планеты на эксцентричных орбитах.
«Возможно, это одна из двух или трех внесолнечных систем, которые имеют наилучший ряд наблюдений и самые сильные ограничения, что говорит об уникальной истории», - сказал Эрик Форд из Беркли. – «Наше объяснение состоит в том, что первоначально орбита внешней планеты была круглой, но потом планета получила внезапный кик, толчок, который изменил ее орбиту, сделав ее высокоэллиптичной. Чтобы обеспечить этот толчок, мы предположили, что существует дополнительная планета, которую мы сейчас не видим. Мы верим, что теперь мы понимаем, как образуются такие системы».
Если бы такая планета пролетела бы через нашу солнечную систему на заре ее истории, отметили исследователи, внутренние планеты не имели бы таких хороших круглых орбит, как сейчас, и, возможно, климат Земли менялся бы слишком сильно для возникновения на ней жизни.
«В то время как орбиты планет в нашей Солнечной системе остаются стабильными на протяжении миллиардов лет, это не так для планет, вращающихся вокруг Ипсилон Андромеды», - сказал Форд. – «В то время как те планеты, возможно, сформировались подобно Юпитеру и Сатурну, их текущие орбиты ваялись последней фазой хаотических и мощных взаимодействий».
Говорит коллега Форда, Фредерик А. Розайо, профессор физики и астрономии в Северно-Западном Университете: «Наши результаты показывают, что простой механизм, часто называемый планет-планетным рассеянием, - своего рода эффект рогатки из-за сильного гравитационного взаимодействия между двумя планетами, когда они подходят очень близко друг к другу, - должен отвечать за высокоэллиптичные орбиты, наблюдаемые в системе Ипсилон Андромеды. Мы полагаем, что планет-планетное рассеяние часто происходит во внесолнечных планетных системах, не только в этой, в результате сильной нестабильности. Так, в то время как планетные системы вокруг других звезд могут быть обычным делом, виды планетных систем, которые могут поддерживать жизнь, которые, подобно нашей Солнечной системе, остаются стабильными очень долгое время, возможно, не столь обычны».
О компьютерном моделировании этой ситуации было рассказано в апрельском номере журнала Nature Фордом, Розайо и Verene Lystad (как правильно произнести это имя?)
Планетная система вокруг звезды Ипсилон Андромеды – одна из наиболее изученных из более чем 160 планетных систем, известных в настоящее время. Внутренняя планета, «горячий юпитер», находящаяся так близко к своей звезде, что ее орбитальный период равен всего нескольким дням, была открыта в 1996 году группой Марси (Marcy). Две внешние планеты с вытянутыми орбитами, которые сильно взаимодействуют друг с другом, были обнаружены в 1999 году. Эти три гигантские юпитероподобные планеты вокруг Ипсилон Андромеды явили собой первую мультипланетную систему, открытую с помощью доплеровской спектроскопии.
Из-за необычных свойств планетных орбит вокруг Ипсилон Андромеды Марси и его команда изучали эту систему очень подробно, сделав около 500 наблюдений – почти в 10 раз больше, чем для большинства других обнаруженных внесолнечных планет. Эти наблюдения колебаний в движении звезды, вызванных вращением планет, дают очень точный рисунок движения планет вокруг звезды.
«Наблюдения были настолько точны, что мы можем увидеть и предсказывать то, что будет через десятки тысяч лет в будущем», - сказал Форд.
Сегодня самая внутренняя планета вращается очень близко к звезде, а две другие находятся на эллиптических орбитах. Компьютерное моделирование прошлых и будущих изменений орбит показывает, что внешние планеты находятся в повторяющемся танце, который каждые 7000 лет приводит орбиту средней планеты к кругу.
«Такое свойство – возвращение к круговой орбите – весьма замечательно, обычно этого не происходит», - сказал Форд. – «Единственное объяснение состоит в том, что когда-то эти планеты находились на круговых орбитах, и одна из них получила большой кик, толчок, сделавший орбиту эксцентричной. Тогда последующая эволюция заставила и другую планету увеличивать эксцентриситет своей орбиты, но из-за сохранения энергии и углового момента она периодически возвращается к своей прежней почти круговой орбите».
Предварительно астрономами были предложены два возможных сценария формирования планетной системы Ипсилон Андромеды, но наблюдательных данных было недостаточно, чтобы выбрать между ними. Другой астроном, Renu Malhotra из Аризонского Университета, предположил, что планет-планетное рассеяние могло увеличить эксцентриситеты орбит в системе Ипсилон Андромеды. Альтернативное объяснение состояло в том, что взаимодействие между планетами и газовым диском вокруг звезды также могло привести к таким эксцентричным орбитам. Однако, комбинируя дополнительные наблюдательные данные с новыми компьютерными моделями, Форд и его коллеги показали, что взаимодействие с газовым диском не может привести к наблюдаемым орбитам, тогда как взаимодействие с другой планетой естественно приводят к ним.
«Ключевое различие между теориями заключается в том, что взаимодействие с внешним диском заставит орбиты изменяться очень медленно, тогда как сильное взаимодействие с пролетающей планетой изменило бы орбиты очень быстро по сравнению с 7000-летним масштабом времени эволюции орбит», - сказал Форд. – «Поскольку эти две гипотезы делают различные предсказания для эволюции этой системы, мы можем реконструировать историю системы, основываясь на текущих орбитах планет».
Форд сказал, что поскольку планеты формируются в газопылевом диске, после формирования они оказываются на почти круговых орбитах. После того, как газ и пыль рассеются, только взаимодействие с мимо пролетающей планетой способно создать специфические орбиты двух внешних планет, наблюдаемых сегодня. Возможно, отметил он, взаимодействующая планета была выбита в область внутренних планет взаимодействием с другими планетами, далекими от центральной звезды.
Когда это случилось, результирующее хаотическое взаимодействие привело к высоко эксцентричной орбите третьей планеты, которая также начала постепенно изменять орбиту второй планеты. Поскольку внешняя планета доминирует в системе, возмущения, в течение долгого времени воздействующего на орбиту второй планеты, оказалось достаточно, чтобы медленно исказить ее до эллиптичной орбиты, наблюдаемой сегодня, хотя каждые 7000 лет или около того средняя планета постепенно возвращается к своей первоначальной круговой орбите.
«Это и есть то, что делает систему такой необычной», - сказал Розайо. – «Обычное гравитационное сцепление двух эллиптических орбит никогда не заставило бы одну из них возвращаться к почти совершенному кругу. Круг – особенная кривая».
«Первоначально главная цель нашего исследования состояла в моделировании планетной системы Ипсилон Андромеды, по существу, чтобы определить, лежат ли обе планеты в одной плоскости, подобно планетам Солнечной системы, - сказала Листад. – «Мы были удивлены, когда обнаружилось, что для многих наших компьютерных симуляций было трудно сказать, были ли планеты в одной плоскости, из-за того, что орбита средней планеты периодически становилась почти круглой. Как только мы заметили, что это странное поведение присутствовало во всех наших симуляциях, мы признали это как признак системы, подвергшейся планет-планетному рассеянию. Мы поняли, что случилось нечто гораздо более интересное, чем мы могли прежде предположить».
Понимание, как происходило формирование и эволюция системы Ипсилон Андромеды и других внесолнечных планетных систем, имеет большое значение для нашей собственной Солнечной системы.
«Как только вы понимаете, что большинство из известных внесолнечных планет имеют очень эксцентричные орбиты (подобно планетам в системе Ипсилон Андромеды), вы начинаете задаваться вопросом, могло ли быть что-нибудь специальное в нашей собственной Солнечной системе», - сказал Форд. – «Могло ли сильное планет-планетное рассеяние настолько обычным, что лишь немногие из планетных систем остаются спокойными и пригодными для жилья? Астрономы во главе с Марси, профессором астрономии в Беркли, продолжают делать наблюдения, которые в конечном счете ответят на этот вопрос».

О системе Ипсилон Андромеды.
Звезда Ипсилон Андромеды, расположена на расстоянии 52 световых лет от Солнца (16 пс), спектральный класс F8 V, масса 1,34 солнечных массы, радиус 1,66 солнечных радиусов, абсолютная звездная величина 4,1.
Первая (внутренняя) планета.
M * sin I = 0,72 M_J, орбитальное расстояние 0,059 а.е., орбитальный период 4.6171 дня, вычисленная температура поверхности 1400К.
Вторая (средняя) планета.
M * sin I = 1,98 M_J, орбитальное расстояние изменяется от 0,63 до 1,02 а.е. орбитальный период 242 дня.
Третья (внешняя) планета.
M * sin I = 4,11 M_J, орбитальное расстояние изменяется от 1,6 до 3,4 а.е., орбитальный период 1266,6 дней.
Данные взяты отсюда:

http://www.extrasolar.net/mainframes.html

[vika vorobyeva]

Это не новость (планета была открыта в апреле 2001 года), но параметры системы поражают воображение:
Название HD 80606 b.
M * sin I = 3,41 M_J, орбитальный период 111,78 дней, эксцентриситет 0,927 (!!!)
Орбитальное расстояние меняется от 0,03 до 0,84 а.е., вычисленная температура поверхности – от 1266К до 246К!
Не всякая комета может похвастаться таким эксцентриситетом...

[vika vorobyeva]

Первый космический телескоп Канады MOST получил первые данные об атмосфере и облачном покрове экзопланеты HD209458b (знаменитого Озириса). Планета хороша тем, что плоскость ее орбиты почти параллельна лучу зрения, и периодически она проходит по диску своей звезды (а значит, проходит и ЗА диском звезды тоже).
Команда MOST искала уменьшение общего блеска системы, когда планета проходит за звездой. Насколько я понимаю, из наблюдений был определен только верхний предел на альбедо экзопланеты. А именно, ее альбедо менее 30-40% (для сравнения: альбедо Юпитера около 50%). Команда намерена увеличить чувствительность метода в течении 45-дневного наблюдения за системой HD209458 в конце лета и все-таки «засечь» свет, отраженный Озирисом.
Однако, я боюсь, что это будет очень трудно. Существует точка зрения, что альбедо горячих юпитеров должно быть очень низким из-за поглощения видимого света атомами натрия и других щелочных металлов, которые при температурах атмосфер горячих юпитеров (1100-1500К) должны находиться в газообразном состоянии. Находясь в разреженном состоянии, атомы натрия излучают и поглощают свет в двух узких линиях, расположенных в желтой части спектра, но в плотной водородно-гелиевой атмосфере горячего юпитера должно произойти т.н. ударное уширение линий и «замутнение», затемнение прозрачного газа горячего юпитера. Из-за этого эффекта горячие юпитеры будут иметь низкое альбедо и тускло-коричневый цвет.
Правда, так ли это, еще неизвестно.

В общем, очень интересна сама возможность определить альбедо экзопланеты (а в будущем, вероятно, и провести спектральное исследование отраженного ею света)

Почитать про исследования канадских астрономов (по-английски) можно здесь:
http://www.astro.umontreal.ca/~casca/PR/Casca2005_Matthews.html

[vika vorobyeva]

Подтверждено существование второй планеты у звезды Эпсилон Эридана.

Ее параметры: масса 0,1 m_J, большая полуось 40 а.е., эксцентриситет 0,3, период обращения 280 лет.
На данный момент это самая удаленная от своей звезды планета из известных экзопланет. По своим свойствам (массе и удаленности) она напоминает Нептун.

Данные взяты отсюда:
http://vo.obspm.fr/exoplanetes/encyclo/star.php?st=Epsilon+Eridani

[vika vorobyeva]

Насколько я поняла, наличие этой планеты заподозрили, наблюдая астероидный пояс и связанный с ним пылевой диск вокруг Эпсилон Эридана. В этом пылевом диске наблюдалось утолщение, которое интерпретировали, как следствие гравитационного влияния вращающейся там планеты. Очень долго планета ходила в подозреваемых, но теперь она помечена в The Extrasolar Planets Encyclopaedia как подтвержденная.
Видимо, ничем иным, как планетой, сгущение пыли в диске вокруг Эпсилон Эридана объяснить не получается

[vika vorobyeva]

Это просто фантастика! Массы открываемых планет все ближе и ближе к массе Земли!

При массе 7 земных масс эта планета не может быть газовым гигантом. Скорее всего, это действительно гигантский аналог Венеры с плотной атмосферой и твердой поверхностью. Интересно пофантазировать о составе этой атмосферы. Если водород и гелий улетучились, то следующими хорошими кандидатами будут водородные соединения самых распространенных в космосе элементов, т.е. метан, аммиак и вода, а также неон. Скорее всего, из-за воздействия приливных сил планета вращается синхронно со своей звездой, а ее атмосфера вращается значительно быстрее (опять-таки подобно атмосфере Венеры). Можно предположить мощный парниковый эффект и отсутствие значительной разницы в температурах поверхности в подсолнечной и антисолнечной точках. По идее, и выглядеть она должна подобно Венере (непроницаемый облачный слой, однако не «полосатый», как на планетах-гигантах Солнечной системы, а однотонный).
Вот уж где «страна багровых туч»!

[vika vorobyeva]

Можно вот здесь:
http://vo.obspm.fr/exoplanetes/encyclo/catalog.php
Или вот здесь:
http://www.extrasolar.net/mainframes.html

[vika vorobyeva]

У звезды Формальгаут, возможно, есть планета-гигант:

http://www.rol.ru/news/misc/spacenews/05/06/22_005.htm

[vika vorobyeva]

Мда, новость оказалась с бородой
Ладно, пусть открывается больше планет, хороших и разных...

[vika vorobyeva]

Открыто еще 5 новых экзопланет. Это:

1. HD 190360 b, m*sin i = 1.502 ± 0.13 M_J, большая полуось 3.92 ± 0.2 а.е., орбитальный период 2891 ± 85 дней, эксцентриситет 0.36 ± 0.03.
2. HD 190360 с, m*sin i = 0.057 ± 0.015 M_J, большая полуось 0.128 ± 0.002 а.е., орбитальный период 17.1 ± 0.015 дней, эксцентриситет около нуля. Всего 18 земных масс! Горячий Нептун
Их родительская звезда расположена в 16 пс от Солнца, это звезда главной последовательности спектрального класса G6.

3. HD 217107 c, m*sin i = 2,1 ± 1 M_J, большая полуось 4.3 ± 2 а.е., орбитальный период 3150 ± 1000 дней, эксцентриситет 0,55 ± 0,2.
В этой системе уже был ранее известен горячий юпитер HD 217107 b с массой 1.37 ± 0.14 M_J.
4. Открыта еще одна планета в системе HD 37124 (теперь их там три). Новая планета HD 217107 d, m*sin i = 0,66 M_J, большая полуось 3,19 а.е., орбитальный период 2295 дней, эксцентриситет 0,2.
5. Открыта еще одна планета в системе HD 108874 (теперь их там две). Новая планета HD 108874 с, m*sin i = 1,02 ± 0,3 M_J, большая полуось 2.68 ± 0.25 а.е., орбитальный период 1606 ± 88 дней, эксцентриситет 0.25 ± 0.07.

Данные взяты отсюда:
http://vo.obspm.fr/exoplanetes/encyclo/catalog-main.php

[vika vorobyeva]

Открыта новая экзопланета у звезды HD 149026.
Это «горячий сатурн» с массой m = 0,36 ± 0.03 M_J, орбитальное расстояние 0.042 а.е., орбитальный период 3.8766 ± 0.001 дней.
Так как для HD 149026 b наблюдался транзит по диску звезды, оказалось возможным определить наклонение ее орбиты и радиус планеты:
R = 0.725 ± 0.03 R_J, наклонение 85,3 градуса.

Подробности здесь:
http://vo.obspm.fr/exoplanetes/encyclo/star.php?st=HD+149026

[vika vorobyeva]

Когда новые телескопы в космос запустят.
Будем грести новые планеты лопатой

[vika vorobyeva]

А вот и подробности про эти планеты:
1. HD 212301b, масса 0,045 m_J (14 масс Земли!), расстояние от звезды 0,036 а.е., орбитальный период 2.457 дней, эксцентриситет равен нулю. Звезда – спектрального класса F8 V, так что «нептун» ОЧЕНЬ горячий (супервенера? я думаю, никакого водорода там уже не осталось)
2. Горячий Юпитер HD 149143 b, масса 1.33 m_J, орбитальное расстояние 0.053 а.е., орбитальный период 4.072 ± 0.7 дня, эксцентриситет также близок к нулю.
3. Планета у близкого (расстояние до Солнца 6.26 пс) красного карлика Gl 581. Масса 0.056 m_J, (18 земных масс), орбитальное расстояние 0.041 а.е., орбитальный период 5.366 дней, эксцентриситет равен нулю. С учетом сравнительно низкой светимости звезды (ее абсолютная величина 10,55), планета может быть и не очень горячей.
4. Еще один горячий Юпитер HD 118203b. Масса 1.6 m_J, орбитальное расстояние 0.061 а.е., орбитальный период 6.1335 дней, эксцентриситет 0,3! Для такой близкой планеты эксцентриситет слишком велик – возможно, она сравнительно недавно оказалась на этой орбите.
5. HD 4308b, масса 0.047 m_J (15 масс Земли), расстояние от звезды 0.114 а.е., орбитальный период 15.56 дней, эксцентриситет равен нулю. Звезда немного холоднее Солнца, ее спектральный класс G5.

[vika vorobyeva]

Поскольку две недели я была в отпуске без доступа в Интернет, все 5 планет для меня - новые