Гипермаркет знаний>>Естествознание>>Естествознание 11 класс>> Поиски планетарных систем

                                                                          5.2. Поиски планетарных систем

В 1983  г. на очередном  астрофизическом конгрессе было принято  следующее  определение: «Планетарной  системой  следует  считать  звезду, у  которой будет наблюдаться как минимум два маломассивных спутника». Здесь подчеркнуто основное - два спутника центральной  звезды и они – маломассивные,  то  есть  не  являющиеся  звездами.  Как  искать?  Планеты  отражают свет центрального светила, но этого мало, чтобы их можно было бы увидеть в оптическом диапазоне. Температура фотосферы Солнца примерно 6000 К и максимум  светимости  в  спектре  приходится  на  длину  волны 0.5 мкм. Если принять  среднюю  температуру  поверхности  планеты  на  порядок  ниже,  то максимум светимости сдвинется в область 5 мкм, а это диапазон инфракрасного излучения. Оно слишком сильно поглощается атмосферой Земли, в особенности - парами воды. Поэтому большие надежды возлагались на спутниковые  наблюдения  в  ИК-диапазоне.  Одной  из  целей  запуска  космического аппарата IRAS в 1983 г. был поиск планетарных систем по избыточному ИК-излучению одиночных звезд.



Почему «не подходят»  двойные звезды?  Во-первых,  потому  что в  таких  системах  движение  маломассивного  спутника должно происходить по траекториям в виде восьмерки,  кольца  которой  охватывают звезды.  Большинство  двойных  звезд  имеют неравные массы  компонент,  поэтому  траектория  спутника должна проходить близко к более  массивной  звезде  и  удаляться  на большое  расстояние  при  движении  вокруг меньшей  звезды.  В  первом  случае  возможная планета будет перегреваться,  во втором -  переохлаждаться,  что  не  способствует  органической  жизни.  Во-вторых, только  некоторые  траектории  третьего  тела  устойчивы  в  двойной  системе так,  что  сама  возможность  образования  планетарной  системы  вызывает  сомнения с точки зрения небесной механики. В нашей галактике примерно половина  звезд  -  двойные,  что  уменьшает шансы формирования  планетарных систем. С помощью IRAS были получены данные об избыточном потоке ИК-излучения  из  области Веги (созвездие Лиры). Это  была  маленькая  научная сенсация.  Однако  более  поздние  измерения  показали,  что Вега  окружена кольцевой  зоной  (диском)  холодного  газа,  размеры  которой  много  больше диаметра Веги, сравнительно «молодой» звезды. По оценкам её возраст в 15 раз меньше, чем у Солнца. В последующем наличие дисков, видимых по их ИК-излучению, было обнаружено у ряда других молодых звезд, в том числе у некоторых  близких  к нам. Среди них находится   Живописца (54  св.  г.  от нас).  В 1984  г.  наземные  наблюдения  в  оптическом  диапазоне  с  помощью специального  телескопа  подтвердили факт  существования  диска  пылевых частиц около этой звезды. Радиус его составляет около 400 радиусов земной орбиты, и он удачно повернут под небольшим углом к лучу его наблюдения с Земли (подобно кольцу Сатурна). Отраженный от диска свет имеет такой же цвет,  что  и  у  центральной  звезды,  он  поляризован,  как  это  происходит при рассеянии света на частицах, размер которых много больше длины волны видимого света. Позднее удалось измерить доплеровское смещение в спектрах некоторых ионов из пылевого диска. Оно свидетельствовало о падении вещества диска на звезду со скоростью около 200 км/с. Запуск космического телескопа «Хаббл» позволил уточнить некоторые детали диска Живописца, открыв временные вариации спектра центральной звезды по мере прохождения  по  ней  разных  мест  пылевого  диска. Отсюда  был  сделан  вывод  о  том,  что диск имеет клочковатую структуру.
 
В 1994-1995 гг. были опубликованы результаты совместной многолетней  работы  астрофизиков  России,  Казахстана  и  Таджикистана  из  которых следовало, что целая группа звезд подкласса YХ Ориона являются молодыми предшественниками ? Живописца и имеют протопланетные диски, повернутые под небольшим углом к лучу  зрения. Из-за большой удаленности  звезд их  диски  не  наблюдаемы  в  телескопы,  но  они  косвенно  проявляются  в  периодическом ослаблении блеска звезд, синхронном с изменениями поляризации света и его цветности. В настоящее время считают, что около 60% звезд с возрастом в интервале (3 - 5) млн. лет окружены подобными дисками.

В  середине 60-х  гг.  нашего  столетия  большой  общественный  интерес вызвали  статьи  английского  физика-теоретика  Ф.  Дайсона  о  возможности выхода гуманоидных или других типов разумных цивилизаций в околозвездный  космос  с  образованием  техногенной  оболочки – «сферы  Дайсона»  вокруг материнской звезды. Более полно используя свет звезды и заменяя биосферу, искусственная оболочка должна переизлучать в окружающий космос энергию в виде ИК-излучения (накопление большой энергии приведет к перегреву «сферы Дайсона»). После получения данных со спутника IRAS были сделаны  попытки  выделить  среди  них «подозрительные»  объекты  со  спектрами, похожими на гипотетический спектр сферы Дайсона. Однако во всех выделенных случаях более вероятной оказывается естественное происхождение источников излучения.
 
В  настоящее  время  проектируются  все  более  совершенные  космические и наземные телескопы и поиски планетарных систем будут продолжены. С  помощью  компьютерного  анализа  малых колебаний  положений  ряда  звезд  к  настоящему  времени  обнаружено  существование более 50 планет – гигантов типа Юпитера в солнечной  системе,  на  орбитах  около  центральных  звезд.  Несколько  сравнительно маломассивных  планет  обнаружено  около нейтронной  звезды, облучающей  эти планеты мощным  гамма –  излучением (что  несовместимо с органической жизнью). Поэтому первоначальный  энтузиазм  астрофизиков заметно  убавился  и  на  первый  план  выдвигается мнение о редкости планетарных  систем типа нашей солнечной системы.

Концепции современного естествознания. Стародубцев В.А., 2-е изд., доп. — Томск.: Том. политех. ун-т, 2002. — 184 с.

Содержание урока
 конспект урока
 опорный каркас  
 презентация урока
 акселеративные методы 
 интерактивные технологии 

Практика
 задачи и упражнения 
 самопроверка
 практикумы, тренинги, кейсы, квесты
 домашние задания
 дискуссионные вопросы
 риторические вопросы от учеников

Иллюстрации
 аудио-, видеоклипы и мультимедиа 
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 юмор, анекдоты, приколы, комиксы
 притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

Дополнения
 рефераты
 статьи 
 фишки для любознательных 
 шпаргалки 
 учебники основные и дополнительные
 словарь терминов                          
 прочие 

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 обновление фрагмента в учебнике 
 элементы новаторства на уроке 
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 идеальные уроки 
 календарный план на год  
 методические рекомендации  
 программы
 обсуждения


Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.