СОЮЗ---- ДЕВИЧЬИ ПОСЕДЕЛКИ!!!.

Большие и маленькие
WISE играет со Вселенной в «холодно-горячо»
Планета с земной химией упала на звездный труп
Самая маленькая экзопланета похожа на Землю, но для жизни не подходит
Холодные звезды не производят основу для синтеза ДНК
Коричневые карлики рождаются как настоящие звезды
Граница между планетами-переростками и звездами-недокормышами окончательно размылась. Американские астрономы нашли планету, которая родилась сама по себе, без звездной помощи. А их германские и испанские коллеги обнаружили бурый карлик, который движется вокруг своей звезды практически по земной орбите.
Еще десяток-другой лет назад в астрономии звезд и планет все было просто. Собственно, никакой астрономии звезд и планет не было. Были отдельно звезды, от больших до маленьких, отдельно планеты — девять штук в окрестностях Солнца. Первые в тысячи и миллионы раз массивнее вторых, и природа двух классов небесных объектов совершенно различна. Планетология и физика звезд существовали почти раздельно.
Соприкасались они лишь, когда речь заходила о совместном рождении звезд и планетных систем, хотя даже в том, что оно происходило совместно, полной уверенности не было. Тем не менее именно при изучении этих процессов ученые не только окончательно убедились в близком родстве звезд и планет, но и предсказали совершенно новый тип объектов, который должен «объединять» звезды и планеты и обладать промежуточными характеристиками. Сейчас нам известны эти небесные тела как бурые карлики.
Недозвезды
давление
Вырожденный газ
Равновесие белых и бурых карликов и планет-гигантов поддерживает чисто квантовый эффект — так называемый запрет Паули, из-за которого в каждом квантовом состоянии может находиться всего один электрон. Квантовое состояние электрона определяется положением частицы и ее импульсом, то есть произведением скорости на массу (а также проекцией так называемого спина, но она может принимать лишь два значения) . Бурые, или коричневые, карлики — это «недозвезды», объекты, масса которых оказалась недостаточной, чтобы создать в центре звезды условия (давление, плотность и температуру) , которые нужны для запуска термоядерных реакций превращения водорода в гелий. От окончательного коллапса их удерживает только квантовое давление вырожденного газа в центре. Чтобы зажечь ядерные реакции, звезде нужна масса примерно в 70− 80 масс Юпитера (0, 7− 0, 8% от массы Солнца) , и именно эта граница отделяет бурые карлики от обычных звезд.
Без источника энергии и тепла в центре они вынуждены высвечивать гравитационную энергию сжатия и поэтому светятся очень тускло. Их светимости ниже солнечной в сотни тысяч и миллионы раз. Именно поэтому бурые карлики так трудно найти: первые кандидаты в объекты этого класса удалось зафиксировать лишь в конце 1990− х годов. Впрочем, та же тусклость позволяет высвечивать гравитационную энергию миллионы и миллиарды лет, так что даже самый старый бурый карлик Вселенной до сих пор не остыл до температуры меньше сотни-другой Кельвинов.
Если с верхней границей массы бурых карликов все более или менее понятно, то найти грань, отделяющую их от планет-гигантов, оказалось сложнее. Когда заканчиваются планеты? Пять масс Юпитера? Десять? Двадцать? Иногда говорят, что в жизни бурых карликов должен быть эпизод ядерного синтеза тяжелого изотопа водорода — дейтерия в гелий. Эта реакция идет куда легче, и овладеть ей оказалось под силу даже человеку, причем уже более полувека назад: именно дейтерий составляет основное «горючее» водородной бомбы.
По данным расчетов, горение дейтерия в «недозвездах» возможно, если ее масса больше примерно 13 масс Юпитера. В этом случае на каком-то этапе сжатия газового облака условия в нем окажутся подходящими для детонации второго по распространенности изотопа водорода. Но процесс этот очень недолгий, дейтерий быстро кончается, и на дальнейшую жизнь бурого карлика этот бурный эпизод почти не влияет. Так отчего ж придавать этому процессу такое большое значение, чтобы отделять по нему один класс небесных объектов от другого?
Учись на Плутоне
Ситуация здесь чем-то напоминает историю с определением планет и их отличия о астероидов, нашумевшую три года назад в связи с лишением Плутона планетного статуса. И напоминает неспроста: в конце концов, все эти деления — условность. Тем не менее в случае с нижней границей статуса планеты решение, в конце концов, было найдено, хотя оно устроило не всех.
К требованию сферической формы небесного тела ученые добавили еще одно условие: планета должна доминировать в районе своей орбиты, вычистив ее окрестности от подобных небесных тел. Как раз этому условию Плутон не удовлетворил: рядом с ним обращается несколько небесных тел тех же масштабов, что и он сам. В итоге такие объекты решили называть карликовыми планетами. Помимо Плутона и нескольких подобных объектов на задворках Солнечной системы к ним принадлежит и один объект из Главного пояса астероидов — Церера.
Некоторые предлагают применить ту же «кинематическую» схему и для наведения порядка во взаимоотношениях бурых карликов и планет-гигантов. Астрономы полагают, что бурые карлики все-таки рождаются как нормальные звезды, конденсируясь в гигантских газопылевых облаках пусть и не поодиночке (из одного облака могут родиться тысячи звезд и бурых карликов) , но независимо друг от друга. У нарождающихся бурых карликов даже наблюдаются биполярные выбросы вещества, стандартные для молодых звезд.
Планеты все-таки крутятся вокруг звезд и появляются, судя по всему, при конденсации вещества в газопылевых дисках, которые неизменно окружают едва родившиеся звезды. И даже если сама звезда еще не родилась, именно притяжение этого до конца не сформировавшегося объекта сжимает газ диска настолько, чтобы в нем могли конденсироваться маломассивные объекты — гравитации самого газа для этого не хватает. В общем, эта идея выглядит вполне здравой. Особенно если учесть, что зародыши недозвезд, которые наблюдаются в областях звездообразования, всегда казались более массивными, чем самые тяжелые из планет-гигантов, кружащихся вокруг нормальных звезд.
Беспомощное рождение
Однако этот, казалось бы, здравый подход все-таки разбился о наблюдательные факты. Астрономам Кеннету Маршу, Дейви Киркпатрику и Петеру Плавчану из Калифорнийского технологического института удалось разглядеть в одном из газопылевых облаков объект, который явно рождается без всякой помощи со стороны какой-либо центральной звезды. И назвать его звездой даже с приставкой «недо-» ни у кого не повернется язык: объект, обладающей всего двумя-тремя массами Юпитера, явно станет планетой-гигантом.
Астрономы нашли эту планету в области звездообразования, окружающей звезду ρ («ро») созвездия Змееносца (ρ Opiuchi, ρ Oph) . Работа ученых должна появиться в Astrophysical Journal. Она находится сравнительно недалеко — на расстоянии примерно 400 световых лет от Земли, что и позволяет наблюдать здесь не только зародыши крупных звезд, но и видеть формирование небольших бурых карликов.
Чтобы выяснить, нет ли среди них еще и планет-гигантов, появившихся независимо, ученые начали систематический обзор самых слабых объектов ρ Oph с помощью 10− метрового телескопа имени Кека на Гавайях. На данный момент астрономам удалось получить инфракрасные спектры семи кандидатов, и один из них — за номером 4450 из списка — оказался той самой планетой. Подробное моделирование его спектра почти убедило ученых в том, что это горячая планета-гигант массой в две-три массы Юпитера, которая все еще сжимается под действием собственной гравитации и разогрелась при этом до 1000 с лишним градусов по шкале Цельсия.
методика
Поиск внесолнечных планет
Экзопланеты, то есть планеты у звезд, отличных от Солнца, астрономы ищут пятью основными способами. Во-первых, можно просто увидеть — правда, пока это удавалось лишь для крупных и молодых планет, которые еще не остыли после рождения и светятся своим собственным светом. Второй и самый продуктивный на сегодня метод — метод лучевых скоростей, при котором планеты ищут по колебаниям скорости звезды за счет притяжения со стороны планеты. Между прочим, этот объект, который открыли по наблюдениям в инфракрасном диапазоне, может оказаться еще и самой маленькой внесолнечной планетой, которую удалось напрямую увидеть с Земли (а не почувствовать ее присутствие в спектре или в кривой блеска звезды) . Три других планеты, найденные в прошлом году с помощью прямых наблюдений, — HR8799 b, c и d — в несколько раз массивнее. Масса четвертой, Фомальгаута b, найденной также в прошлом году, формально оценивается в три массы Юпитера, но на деле может быть и меньше.
Чтобы окончательно убедиться в полученной идентификации, ученые надеются вскоре получить инфракрасный спектр высокого разрешения. Если в нем окажутся все положенные спектральные линии, а их относительная глубина и ширина сойдутся с предсказаниями моделей, указать массу, температуру, возраст и даже химический состав новой планеты можно будет гораздо точнее.
Симметричный ответ
Забавно, что буквально через три дня после появления статьи Марша ученые из Германии и Испании под руководством Айке Гюнтера из Таутенбургской обсерватории в Тюрингии опубликовали статью с результатом, который удивительно хорошо дополняет открытие американцев. Гюнтер и его коллеги нашли на орбите вокруг звезды 30 Овна B (З0 Arietis B, 30 Ari B) объект, который вполне способен потянуть на бурые карлики.
Масса 30− й Овна B лишь немногим больше солнечной, а ее светимость примерно вдвое выше, чем у Солнца. Наблюдая смещение линий в спектре этого объекта с помощью двухметрового телескопа германской обсерватории, ученые нашли у него крупный спутник на орбите, которая очень похожа на земную, только чуть более вытянута. Полный оборот вокруг звезды 30 Ari Bb совершает за 338 дней, а его масса как минимум в десять раз превышает массу Юпитера. При этом он может быть и более массивным: спектроскопический метод дает лишь нижнюю оценку массы спутника.
шкала
Астрономическая единица (а. е.)
Единица измерения расстояния в астрономии, равная среднему расстоянию от Земли до Солнца — примерно 149, 6 млн км. Звезда 30 Овна B входит в состав иерархической тройной: ее напарница 30 Ari A сама состоит из двух компонент, оборачивающихся друг вокруг друга всего за сутки. Тем не менее эта пара расположена далеко, как минимум в 1, 5 тыс. астрономических единиц от 30 Ari B и ее массивного спутника, и вряд ли влияла на их формирование. Скорее всего, они появились вместе, полагают астрономы: сначала возникла центральная звезда чуть массивнее Солнца, затем рядом с ней сконденсировался спутник.
Правда, как именно он возник, остается загадкой: температура на расстоянии в 1 а. е. от 30 Ari B кажется слишком высокой, чтобы там мог сконденсироваться такой массивный спутник. Не исключено, что он возник подальше от звезды и позднее мигрировал внутрь — например, из-за взаимодействия с веществом диска, из которого слепился, или другими планетами, которые могли из него появиться.
В этом случае планетная семья 30 Ari B может быть еще более многочисленной и разнообразной. И, как теперь уже понятно, бурые карлики в планетную семью вписываются без всяких проблем.
ЧеловекЗвериПросвещениеЛженаукаП ланетаВселеннаяПрошлоеЛаборатори яТехнологииТакже по теме
Орбитальный телескоп WISE открывает глаз тепловому небу
Древнейшие галактики поссорили ученых
На Марсе появились длинные и четкие дорожки следов
Метеорит подбил Марс на глазах ученых
По соседству с Землей открылась Вселенская банька
Титан блеснул углеводородным озером
Двойник Плутона захватил себе попутчика
Чужую планетную систему видно невооруженным глазом
WISE играет со Вселенной в «холодно-горячо»
Парад спутников дал ученым данные о внутренностях Марса