У малых экзопланет должны быть круговые орбиты

У малых экзопланет должны быть круговые орбитыНаблюдения за 74 планетами размером с Землю, вращающимися вокруг далеких звезд, поможет сузить число потенциальных кандидатов в обитаемые миры.

При взгляде сверху на Солнечную систему становится заметно, что орбиты планет вокруг нашего светила напоминают кольца мишени. Каждая планета, включая Землю, придерживается почти круговой траектории, всегда сохраняя одинаковое расстояние до Солнца.

На протяжении десятилетий астрономов интересовал вопрос, являются ли круговые орбиты планет Солнечной системы редкостью в нашей Вселенной. Новый анализ предполагает, что эта орбитальная регулярность - норма, по крайней мере, для систем с такими небольшими планетами, как Земля.

В статье, опубликованной в Astrophysical Journal, исследователи Массачусетского технологического института (MIT) и Университета Орхуса в Дании сообщается, что 74 экзопланеты вращаются вокруг своих центральных звезд по круговым орбитам, как и планеты Солнечной системы. Они резко контрастируют с более массивными экзопланетами, часть которых подходит очень близко к своим светилам, а затем далеко уносится по весьма вытянутым - эксцентрическим орбитам.

"Двадцать лет назад мы знали только о нашей Солнечной системе, где всё было круглым, и поэтому все ожидали повсюду круговые орбиты планет. Тогда мы начали находить гигантские экзопланеты и вдруг обнаружили целый ряд странностей. Остался открытым вопрос, годится ли это для меньших планет. Мы считаем, что, вероятно, и для малых планет круговые орбиты являются нормой".
Винсент Ван Эйлен (Vincent Van Eylen), аспирант кафедры физики MIT

По его мнению, это хорошая новость для поисках жизни в других местах. К обитаемым планетам земного типа предъявляются среди ряда других следующие требования:

  • размер с Землю - планета должна быть маленькой и достаточно компактной;
  • она каменистая, а не газовая;
  • планета вращается по круговой орбите, так как это будет поддерживать стабильный климат круглый год.

На экзопланете с более эксцентрической орбитой могут возникнуть значительные колебания климата, так как она будет то приближаться, то удаляться от своей звезды.

У малых экзопланет должны быть круговые орбиты

Схематичное изображение орбит планет Солнечной системы

В прошлом исследователи вычислили орбитальные данные крупных экзопланет - "газовых гигантов", используя радиальную скорость - метод, которым измеряется движение звезды. Поскольку планета вращается вокруг звезды, гравитационная сила той будет тянуть ее к звезде, заставляя двигаться по образцу, отражающему орбиту планеты. Тем не менее, этот метод для крупных планет является самым успешным, так как них достаточная гравитация для влияния на свои звезды.

Меньшие планеты исследователи обычно находят с помощью метода "транзита". При этом они изучают свет, испускаемый звездой и ищут в нем затемнения или "транзиты", которые показывают, когда планета закрывает звезду, проходя перед ней и на мгновение уменьшая ее свет. Обычно таким способом можно заметить планету, а не ее орбиту. Но Ван Эйлен и его коллега Саймон Альбрехт (Simon Albrecht) из Университета Орхуса разработали способ подбора орбитальной информации из данных о транзитах звезд.

Сначала они собирались рассчитать по массе и радиусу звезды, сколько времени понадобится планете, чтобы обойти звезду, если ее собственная орбита будет круглой. Масса и радиус звезды определяется по ее гравитации, которая, в свою очередь, влияет на скорость движения планеты вокруг звезды.

Вычислив орбитальную скорость планеты по круговой орбите, они могли оценить длительность транзита. Если расчетный транзит соответствовал бы фактическому, то орбита планеты должна быть круглой. Если бы транзит был более длительным или коротким, то орбита должна быть более вытянутой или эксцентричной.

У малых экзопланет должны быть круговые орбиты

Система Кеплер-444: планеты были обнаружены методом транзита по диску их звезды Фото: NASA

Для получения данных о транзитах команда просмотрела сведения, собранные за прошлые четыре года обсерваторией "Кеплер" - космическим телескопом НАСА, который осматривает часть неба в поисках обитаемых планет. Он проконтролировал яркость более 145000 звезд, только часть которых была подробно характеризована.

Команда выбрала для изучения 28 звезд, масса и радиус которых ранее были вычислены астросейсмологическим методом, которым измеряют звездные пульсации, отражающие массу и радиус звезды.

Эти 28 звезд имеют мультипланетарные системы (всего 74 экзопланеты). Исследователи получили данные Кеплера по каждой из них, фиксируя не только возникновение транзитов, но и их продолжительность. Учитывая массу и радиус звезд, команда вычислила длительность транзита каждой планеты, если ее орбита была круглой, а затем сравнила расчетную и фактическую продолжительность по данным Кеплера.

Длительность транзитов совпала, поэтому исследователи предположили, что все 74 экзопланеты имеют круглые орбиты. Ван Эйлен считает что орбитальные результаты для этих небольших планет могут объяснить, почему орбиты крупных планет более эксцентрические.

Источник: newsoffice.mit.edu

 

Related posts:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Перед отправкой комментария решите простой примерчик! *