Проект экзопланеты. Средняя общеобразовательная школа 36
 Скачать 30.02 Kb.
|
|
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение "Средняя общеобразовательная школа №36" Тип проекта: информационно-познавательный Тема: Экзопланеты Автор: Королев Никита Максимович, ученик(цы) МАОУ СОШ №36, 9 Б класса Наставник: Златоуст, 2021 СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ Экзопланеты —планеты находящиеся вне солнечной системы. Как только возникли идеи о том, что звезды ночного неба — это далекие солнца, стали рассуждать о возможности существования планет вокруг них и жизни на этих телах. Однако одно дело — рассуждать, а другое — обнаружить. Поскольку планеты гораздо легче звезд и излучают меньше света, открыть их очень и очень трудно. Несмотря на отдельные попытки, успех пришел только в конце XX века. К концу 80-х годов сразу несколько методик наблюдения достигли нужной точности, и в начале 90-х экзопланеты начали открывать. Сейчас известно несколько тысяч планет, и их количество растет. Оказалось, что другие планетные системы и их члены могут существенно отличаться от того, что мы видим в нашей системе. Открылась бездна, экзопланет полна. И теперь надо разбираться, как все эти объекты устроены, как они сформировались, как они будут эволюционировать. Наше понимание экзопланет достигло впечатляющего успеха в последнее время. С помощью спектроскопических методов для транзитов экзопланет, реализованных на имеющихся космических и наземных наблюдательных инструментах, получен большой объем наблюдательных данных о составе и структуре атмосфер экзопланет. В самих планетных системах отдельные планеты могут иметь твердые, газовые и, в некоторых случаях, жидкие оболочки. Их характеристики варьируются от планет земного типа через суб-нептуны и нептуны до газовых гигантов, причем каждый тип экзопланет занимает большую часть орбитальных расстояний, покрываемых современными методами наблюдения. По мере непрерывного прогресса в методах обнаружения и характеризации экзопланет накапливаются статистические данные, показывающие положение (по-видимому, вполне обычное) нашей Солнечной системы среди экзопланетных систем. Глава І ТИПЫ ЭКЗОПЛАНЕТ ПО СОСТАВУ Настоящая" экзопланета 51 Peg b была впервые обнаружена в 1995 г в созвездии Пегаса. Это сделали астрономы Женевской обсерватории (Швейцария) Мишель Майор и Дидье Квелоц, построившие спектрометр ELODIE , способный измерять доплеровское смещение линий с точностью до 13 м/с. ELODIE впервые увидела свет в 1993 году. ELODIE была выведена из эксплуатации в августе 2006 года и заменена в сентябре 2006 года SOPHIE новым инструментом того же типа, но с улучшенными функциями.[1] [2] Диапазон длин волн электромагнитного спектра составляет от 389,5 нм до 681,5 нм за одну экспозицию, разделенную на 67 спектральных порядков. Прибор, который находился в помещении с регулируемой температурой, питался оптическими волокнами от фокуса Кассегрена. В 1994 г. они приступили к регулярному измерению лучевых скоростей у 142 солнцеподобных звезд из близкого окружения Солнца и довольно быстро обнаружили "покачивания" звезды 51 Пегаса (51 Peg) с периодом 4,23 сут, вызванные влиянием на нее планеты по массе близкой к Юпитеру. Она называется горячий юпитер- это гигантские планеты, которые вращаются очень близко к своей звезде-хозяину и встречаются примерно в 1% систем. Астрономы считают, что формирования горячих Юпитеров происходит благодаря процессу, называемому аккрецией ядра. В протопланетном диске образуется каменистое ядро размером с Землю или больше. Как только масса ядра достигает критической отметки (около 10 земных масс или более), оно проходит фазу чрезвычайно быстрой аккреции, втягивая водород и гелий в атмосферу и в конечном итоге набирая достаточно газа, чтобы стать газовым гигантом. Отмечу, что ядра газовых гигантов могут быть странными. Юпитер, например, имеет нечеткое ядро. Kepler-186 f — экзопланета в планетной системе красного карлика Kepler-186 в созвездии Лебедя на расстоянии 492 св. года от Земли[2]. Это первая планета с радиусом, близким к земному, обнаруженная в обитаемой зоне другой звезды[3]. Планета обнаружена с помощью космического телескопа «Кеплер» Космический аппарат представлял собой в основном один прибор – специально спроектированный телескоп с апертурой 1 метр в диаметре и матрица датчиков изображения с космическим аппаратом, построенным вокруг него оснащен детектором на 95 миллионов пикселей. Диаметр зеркала телескопа составлял 1,4 метра, одно из самых больших зеркал за пределами земной орбиты. Он находился на космическом корабле который весил чуть больше тонны. транзитным методом вместе с четырьмя другими планетами, обращающимися гораздо ближе к звезде (каждая несколько больше Земли). Для обнаружения сигнала планеты понадобился анализ данных за три года[5]. Результаты были первоначально представлены на конференции 19 марта 2014[6] и тогда же некоторые подробности были обнародованы в прессе[7][8]. Об открытии было объявлено 17 апреля 2014 года[9].она называется планета земного типа – у них центральное металлическое ядро, состоящее по большей части из железа, окруженной силикатной мантией. Такие планеты обладают похожими особенностями поверхности, среди которых каньоны, кратеры, горы, вулканы и другие структуры, зависимые от присутствия воды и тектонической активности. COROT-7b (ранее названный COROT-Exo-7b)– экзопланета, вращающаяся вокруг звезды COROT-7.в созведии единорог Экзопланета COROT-7b находится на расстоянии 489 световых лет от Земли.Она была впервые обнаружена фотометрически миссией COROT 3 февраля 2009 года. CoRoT (“COnvection, ROtation et Transits planétaires”) – космический телескоп, управляемый Национальным центром космических исследований Франции. Апппарат имел на борту зеркальный телескоп с главным зеркалом диаметром 27 см. Камера, прикрепленная к телескопу, имела четыре ПЗС (светочувствительные электронные компоненты) был основан на французской платформе PROTEUS для небольших спутников. При взлете он имел массу 630 кг. Из них на полезную нагрузку приходилось 300 кг. Диаметр аппарата составлял 1,98 м, длина 4,10 м, солнечные панели имели размах 9 м.CoRoT-7b – это каменистая, похожая на Землю экзопланета, хотя раньше она была горячим Юпитером размером с Сатурн —. Несмотря на наличие каменистой поверхности, которая могла бы поддерживать жизнь, CoRoT-7b – это не то место, где нужно быть.Атмосфера экзопланеты наполнена минералами, которые образуют “каменные” облака. Эти облака проливаются дождем из гальки и мелкими камнями. Даже если бы людям удалось выжить, они были бы уничтожены безумно горячей температурой поверхности экзопланеты.Наша собственная Земля находится в 60 раз дальше от нашего Солнца, чем CoRoT-7b от своей звезды. В дневное время звезда в небе CoRoT-7b кажется в 360 раз больше, чем наше собственное Солнце выглядит с Земли. Говоря о дневном времени, CoRoT-7b также может быть приливно привязан к своей звезде. День и год длятся всего 20,4 часа.Как вы уже могли догадаться, это означает, что половина экзопланеты постоянно обращена к своей звезде. Температура поверхности этой стороны находится между 1980 и 2300º С, что достаточно для плавления породы. Астрономы считают, что камни на стороне, обращенной к Солнцу, расплавлены, потому что они не могут оставаться твердыми при такой температуре.Она называется суперземля- класс планет, масса которых превышает массу Земли, но значительно меньше массы газовых гигантов. Термин «суперземля» описывает исключительно массу планеты, но не зависит от степени её близости к своей звезде или каких-либо иных признаков. Под суперземлёй понимают планету с массой 1—10 масс Земли. В 2017 году астрономы обнаружили уникальную экзопланету с помощью крайне малого телескопа Kelt состоит из двух телескопов: KELT-North в Аризоне в США и KELT-South на наблюдательной станции SAAO возле Сазерленда, Южная Африка.Каждый телескоп KELT состоит из широкоугольного (26 градусов на 26 градусов) телеобъектива среднего формата с апертурой 4,2 см, установленного перед ПЗС-матрицей 4k x 4k Apogee. Каждый также может быть оснащен альтернативным объективом с более узким полем (10,8 градусов на 10,8 градусов) с диафрагмой 7,1 см для режима кампании с узким углом. Она вращается вокруг ранней звезды А-типа KELT-9, расположенной почти в 670 световых годах от Земли. Получившая название KELT-9b, экзопланета вращается слишком близко к своей звезде, чтобы поддерживать жизнь. Она примерно в 2,8 раза массивнее и в 2 раза больше Юпитера. С температурой поверхности 4300 градусов Цельсия, KELT-9b является самой горячей планетой, найденной до сих пор. Недавно команда астрономов обнаружила что-то очень интересное об этой экзопланете, используя космический телескоп НАСА Spitzer. Кельт-9b настолько горячий, что даже молекулы водорода (в атмосфере) разрываются в клочья на его дневной стороне. Эти молекулы водорода преобразуются, когда их отделенные атомы текут вокруг темной стороны планеты. Хотя ночная сторона планеты невероятно жаркая, ее легкое охлаждение по сравнению с дневной стороной позволяет молекулам газа водорода реформироваться до тех пор, пока они не вернутся к дневной стороне, где они снова рассыпаются на части. Для анализа температурных профилей KELT-9b исследователи использовали космический телескоп Spitzer, который фиксирует данные в инфракрасном свете для измерения крошечных колебаний температуры.является горячим юпитерам. HD 221416b – это первая транзитная экзопланета, обнаруженная телескопом TESS, для которой возможно использование астросейсмологии – мощного метода наблюдений, применяемого для определения параметров и свойств звезды.Астрономы используют астросейсмическое моделирование для определения радиуса, массы и возраста звезды.Эти данные могут быть объединены с другими наблюдениями и измерениями для определения свойств орбитальных экзопланет.В случае звезды HD 221416, находящейся на расстоянии около 312 световых лет от нас, доктор Дэниел Хубер (Daniel Huber) из Гавайского университета и его коллеги использовали наблюдаемые колебания, чтобы определить, что звезде около 5 миллиардов лет, и она немного тяжелее и больше Солнца.Астрономы также определили, что планета HD 221416b является газовым гигантом с радиусом примерно в 9,2 раза большим, чем у Земли, что делает её примерно равной Сатурну. Плотность планеты достигает 1/13 плотности Земли, а её масса примерно в 60 раз превышает земную. HD 221416b также очень близка к своей звезде. На один оборот ей требуется всего 14 дней, и поэтому она очень горячая. Она относится к небольшой, но постоянно увеличивающейся популяции близких, транзитных планет, вращающихся вокруг эволюционирующих звёзд. Относиться к горячим сатурнам. класс планет, газовых гигантов, плотность которых ниже 0,5 г/см³ (или ниже 500 килограммов на кубический метр) Для сравнения: плотность Юпитера составляет 1,326 г/см³, Земли — примерно 5,5 г/см³., расширяются под действием энергии, излучаемой их звездой, при значительной близости к ней. В особенности это относится к так называемым короткопериодическим горячим юпитерам. Если масса планеты меньше 2 масс Юпитера и разогрев достаточно велик, то планета не в состоянии силой своей гравитации удерживать не только атмосферу, но и нижележащие слои себя самой от расширения, и диаметр планеты значительно увеличивается и планету окутывает большое облако газа и пыли. TrES-2b - самая темная планета в мире. Она настолько черная, что рядом с ней уголь кажется светлее, если их можно поместить рядом. TrES-2b размером с Юпитер и находится в созвездии Дракона (Draco) на расстоянии 750 световых лет от Земли. Ее звезда Gsc 03549-02811 почти как наше Солнце. TrES-2b черная потому, что ее атмосфера поглощает более 99 процентов света, получаемого от солнца. Астрономы считают, что экзопланета отражает так мало света, потому что ее атмосфера наполнена испарениями натрия и калия или газообразным оксидом титана.Тем не менее, то, что она черная, не значит, что экзопланета холодная. На самом деле, температура атмосферы достигает более 980 градусов Цельсия. Эта чрезвычайно высокая температура заставляет планету испускать красное свечение в некоторых частях, как, например, тлеющие угли или катушки накаливания. Астрономы также подозревают, что экзопланета находится так близко к своей звезде, что они захвачены синхронным вращением. |