Курсовая работа: Экзопланеты: история открытия и современные достижения

Введение

Экзопланеты

История открытия экзопланет

Современные достижения в открытии экзопланет

Заключение

Литература

Введение

Вселенная – это не только звезды и планеты. Это значительно больше: и колыбель разумной жизни, и Мировой разум, и вообще все.

Мы не только капля в океане, который называется Вселенной. Но эта капля не затерялась во вселенском океане, она связана множеством нитей абсолютно со всем во Вселенной, эта капля влияет на все, что происходит во Вселенной.

Земная цивилизация не единственная во Вселенной. Их бесконечное множество. Они находятся на разных уровнях развития. Они опередили нас в развитии, другие отстают. Но у всех у нас один Творец – Мировой разум.

Законы развития Вселенной (в том числе и Земли) определены. Других законов мы придумать не можем. Но мы можем и должны, если хотим нормально жить, строить свою жизнь (включая экономику, промышленность) в соответствии с этими законами. А для этого надо их знать.

Исследование Вселенной без сомнения станет одной из наиболее захватывающих страниц научных исканий 21 века.

Экзопланеты

Если древние считали Землю центром Вселенной, то сегодня космологи вопрос об уникальности планеты Земля предлагают разделить на несколько: имеются ли планеты вне Солнечной системы?; существуют ли планетные системы, аналогичные солнечной?; существуют ли «землеподобные» планеты?

Иные планеты, не принадлежащие Солнечной системе, в литературе окрестили экзопланетами. Греческая приставка «экзо» означает «вне», «снаружи». Есть и альтернативное название таких планет – внесолнечная планета (extrasolarplanet).

Планеты Солнечной системы образовались из плоского газово-пылевого облака, окружавшего светило. По современным оценкам понадобилось около 60 мил. Лет аккумуляции вещества, пришедшего в конечном счете к формированию планет. Выделяют две основные группы планет, которые вращаются вокруг Солнца примерно в одной плоскости. К первой группе со средней плотностью образующего их вещества (около 5 г/см³ ) относятся Меркурий, Венера, Земля и Марс. Вторая группа состоит из планет-гигантов: Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, усредненная плотность которых составляет примерно 1,4 г/см³ . Плутон не относится ни к одной из указанных групп и составляет впечатление чужеродного космического тела, «прихваченного» по небесной дороге гравитационным полем Солнца в результате разного рода космических коллизий.

Важным свидетельством единого характера образования большинства планет Солнечной системы являются их однонаправленные движения практически в одной плоскости вокруг Солнца, медленно вращающегося в том же направлении.

В ночь на 14 ноября 2003 года граница планет Солнечной системы была как бы перенесена и ее можно теперь проводить в трое дальше от Солнца по сравнению с той, что означалась орбитой Плутона. Астрономы Паломарской обсерватории (CША, штат Калифорния) обнаружили небесное тело, которое получило название Седна – честь эскимоской богини моря. Диаметр Седны менее 1700 км и вместе с Марсом – они самые красноокрашенные планеты в Солнечной системе. Температура на её поверхности не превышает -240°С. Причина такой «холодины» проста – орбита Седны проходит более чем в 13 млрд. км от Солнца. К Солнцу она приближается раз в 10 тыс. 500 лет, да и то ненадолго. К тому же Седна в этой точке (перигелии) находится примерно в 80 а.е. от Солнца, т.е. в 80 раз дальше, чем Земля от Солнца.

Открытие Седны, рассматриваемой как планетоид, не столь исключительное событие. Планетоиды открывают по несколько раз в год. Однако таких крупных тел в Солнечной системе не обнаруживали с 1930 года, когда стало известно о существовании Плутона. И поскольку Седна обращается вокруг общего светила, её можно рассматривать в качестве равноправного (хотя и неприметного) родственника планет Солнечной системы.

Полный оборот вокруг своей оси Седна делает за 20-30 земных суток. Только Меркурий и Венера оборачиваются медленнее (они замедляются в своем вращении гравитационной силой близкого к ним Солнца). В предстоящие 72 года Седна будет приближаться к Солнцу и соответственно, светится все ярче. А затем по своей эллиптической орбите станет удаляться на периферию Солнечной системы.

В это же время официально расширение пояса планет Солнечной системы ещё не состоялось. Международный астрономический союз (LAU) сформировал рабочую группу, чтобы рассмотреть определение минимального размера для планеты. К тому же две группы астрономов(испанская и американская) объявили об открытии нового объекта, который может оказаться даже крупнее Плутона. Большая часть его орбиты лежит намного дальше Плутона, и он не приближается к Солнцу ближе, чем Нептун.

В целом такое развитие событий заставляет задуматься над тем, что же такое Солнечная система? Помимо девяти планет и их спутников (плюс мириады астероидов и комет) в настоящее время как часть Солнечной системы рассматриваются также пояс Койпера и облако Оорта.

Пояс Койпера – обширная область небесной сферы, лежащая за орбитой Нептуна, примерно от 30 до 100 а.е. от Солнца, населенная объектами типа астероидов и ядер комет. Американский астроном Джерард Койпер (1905 - 1973) в 1951 году высказал предположение о существовании такого явления. Но только в 1922 году был открыт первый объект пояса Койпера диаметром около 280 км. К настоящему времени число открытых транснептуновых объектов приближается к тысяче. К числу крупных объектов пояса Койпера относятся также такие небесные тела как Квавар, Иксион, Варуна, Хаос и Седна, вызвавшие в последние десятилетия оживленные дискуссии астрономов. По оценкам учёных, возможно существование, по крайней мере 35 тысяч объектов пояса Койпера диаметром более 100км. Все эти объекты – не просто далекие диковинки. Они, согласно современной точке зрения, являются не «испорченными» остатками газопылевой туманности, из которой сформировалась вся Солнечная система. Как ожидают исследователи, изучение их химического состава и распределения в пространстве дает важные сведения для поиска модели ранних этапов эволюции Солнечной системы.

Облако Оорта (по имени голландского астронома Яна Оорта, который в 1950 году предположил, что Солнечная система окружена гигантским облаком кометных тел, находящихся на расстоянии от 20000 до 200000 а.е. от Земли) – скопление сферической формы претопланетных тел, остатков эпохи образования Солнца и внутренних тел Солнечной системы. (Ян Оорт первым доказал и вращение Млечного Пути как целого.) Небольшие тела, составляющие это облако (возможно, что их там более триллиона с общей массой, примерно равной массе Юпитера), медленно, с периодом в миллионы лет, вращаются вокруг Солнца. Именно оттуда, из облака Оорта, вторгаются в Солнечную систему некоторые из составляющих их тел – скопление каменных и ледяных обломков. По мере приближения к Солнцу они начинают разогреваться, результатом чего является образование газовой струи. Такие объекты называются долгопериодическими кометами. В настоящее время облако Оорта позиционирует на расстоянии от 20 до 50 тысяч астрономических единиц от Солнца, т.е. на дальних границах Солнечной системы.

Недавно на международной астрономической конференции в итальянском городе Падуе известный американский учёный Джон Матезе из университета штата Луизиана выдвинул гипотезу, подкрепленную математическими расчётами. По мнению исследователя, внутри облака Оорта скрывается «истинная» десятая планета Солнечной системы, которая 1.5 - 6 раз массивнее Юпитера и обращается вокруг Солнца на расстоянии в 25 тысяч а.е. (примерно 0.4 световых года), совершая один оборот за 4 – 5 миллионов лет.

Но, пожалуй, самое сенсационное заключается в том, что согласно данной гипотезе, эта «невидимка» должна обращаться по своей орбите в сторону противоположную движению планет Солнечной системы. Такая орбита неустойчива и никакой объект на ней не смог бы оставаться вблизи Солнца со времен возникновения Солнечной системы. Но это значит, что в Солнечной системе такая планета появилась намного позже и представляла собой блуждавшую в космосе «беспризорную» планету, которая по воле случая была «захвачена» Солнцем.

Одной из важных задач астрономии является достижение понимания процесса образования планетных систем вокруг той или иной звезды. Уже очевидно, что образование планет – не столь редкое явление. На повестке – установление размеров «новых» планет, определение их орбит и т.п. Это необходимо для уяснения процесса зарождения планет из пылевых дисков, окружающих звезды. Именно они и поставляют материал для формирования планет. Но распознать весьма слабо светящиеся диски, состоящие из мелких, разряженных пылевых частиц, пока удалось лишь в нескольких случаях.

По современным представлениям о ходе образования планет, их ядро формируется из твердых планетезималей (слипшихся комков полевых частиц). Когда масса ядра достигает определённого критического значения, масса планеты начинает быстро возрастать как результат аккреции межзвездного газа, происходящего с высокой скоростью. Этому процессу содействует и миграция планеты из внешних областей протопланетного диска к его центру.

Планеты земного типа обладают значительно меньшей массой, чем планеты-гиганты, у которых основная масса приходится на газовую составляющую.

В самом начале формирования планеты были нагретыми телами. Недра планет, в том числе и Земли, и сейчас имеют температуру в тысяча градусов по Цельсию. При остывании поверхности и образуется рельеф поверхности, подобный тому, который мы видим на Земле и наблюдаем на землеподобных планетах. А «наш» Юпитер совсем лишь немного по массе не «дотянул» до звезды, чтобы в его недрах начались термоядерные реакции, которые и «сделали» бы его звездой.

Возможность существования экзопланет осуждается достаточно давно. В 1916 году американский астроном Эдуард Барнард предположил, что он открыл планету, влияющую на движение звезды, названной позже в честь первооткрывателя звездой Барнарда. Впоследствии выяснилось, что эта звезда находится на втором месте по удалённости от Солнца после системы Альфа Кентавра, но планеты у нее все же не оказалось.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--