Реферати українською » Авиация и космонавтика » Екзопланети: історія відкриття та сучасні досягнення


Реферат Екзопланети: історія відкриття та сучасні досягнення

Страница 1 из 4 | Следующая страница

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ РЕСПУБЛІКИ БІЛОРУСЬ

Заснування освіти

«БРЕСТСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ А. З. ПУШКІНА»

Фізичний факультет

Кафедра теоретичної фізики та астрономії


Курсова робота

зі спеціалізацією «Теоретична фізика»

>Экзопланети: історія відкриття i сучасні досягнення

Брест 2010

 


 

Зміст

 

Запровадження

>Экзопланети

Історія відкриттяекзопланет

Сучасні досягнення у відкриттіекзопланет

Укладання

Література


Запровадження

Всесвіт – це зірки й планети. Це значно більше: і колиска розумної життя, та Світової розум, і взагалі усе.

Не лише крапля в океані, що називається Всесвіту. Але це крапля не загубилася у всесвітньому океані, воно пов'язане безліччю ниток абсолютно з усім у Всесвіті, ця крапля впливає усе, що відбувається в Всесвіту.

Земне цивілізація не єдина у Всесвіті. Їх безліч. Вони різних рівнях розвитку. Вони випередили нашій розвитку, інші відстають. Та в усіх ми один Творець – Світовий розум.

Закони розвитку Всесвіту (зокрема і Землі) визначено. Інших законів ми придумати поспіль не можемо. Але ми і мусимо, якщо хочемо нормально жити, будувати своє життя (включаючи економіку, промисловість) відповідно до цими законами. Тому треба їм знати.

Дослідження Всесвіту безперечно буде з найбільш захоплюючих сторінок наукових пошуків 21 століття.


>Экзопланети

 

Якщо древні вважали Землю центром Всесвіту, то сьогодні космологи питання унікальності планети Земля пропонують розділити сталася на кілька: чи є планети поза Сонячної системи?; чи існують планетні системи, аналогічні сонячної?; чи існують «>землеподобние» планети?

Інші планети, не належать Сонячну систему, у літературі охрестили >екзопланетами. Грецька приставка «>екзо» означає «поза», «зовні». Є й альтернативне назва таких планет –внесолнечная планета (>extrasolarplanet).

Планети Сонячної системи утворилися з плоскогогазово-пилевого хмари, навколишнього світило. За сучасними оцінкам знадобилося близько 60 милий. Років акумуляції речовини, котрий у кінцевому підсумку до формування планет. Вирізняють дві основні групи планет, які обертаються навколо Сонця приблизно площині. До першої групи з середньої щільністю утворить їх речовини (майже п'ятьг/см3) ставляться Меркурій, Венера, Земля і Марс. Друга ж група складається з планет-велетнів: Юпітера, Сатурна, Урана і Нептуна, усереднена щільність яких складає приблизно 1,4г/см3. Плутон не належить до однієї з зазначених груп, і становить враження чужорідного космічного тіла, «прихваченого» по небесної дорозі гравітаційним полем Сонця результаті різноманітних космічних колізій.

Важливим свідченням єдиного характеру освіти більшості планет Сонячної системи є їхньою односпрямовані руху практично одноплощинно навколо Сонця, повільно обертового у тому напрямі.

У ніч на 14 листопада 2003 року кордон планет Сонячної системи була наче перенесено і можна тепер здійснювати троє далі від поверхні Сонця проти тій, котруозначалась орбітою Плутона. АстрономиПаломарской обсерваторії (>CША, штат Каліфорнія) виявили небесне тіло, що отримало назву Седна – честьескимоской богині моря. Діаметр Седни менш 1700 км разом із Марсом – найбільшкрасноокрашенние планети в Сонячну систему. Температура її поверхні вбирається у ->240°С. Причина такий «>холодини» проста – орбіта Седни відбувається понад ніж у 13 млрд. кілометрів від Сонця. До Сонця вона наближається разів у 10 тис. 500 років, та й ненадовго. До того ж Седна у цій точці (перигелії) перебуває в 80а.е. від поверхні Сонця, тобто. в 80 раз далі, ніж Земля від поверхні Сонця.

Відкриття Седни, аналізованої якпланетоид, менш виняткове подія.Планетоиди відкривають за кількома на рік. Проте таких великих тіл в Сонячну систему не виявляли з 1930 року, коли всі відомо про існування Плутона. І оскільки Седна звертається навколо загального світила, їх можна розглядати як рівноправного (хоч і непримітного) родича планет Сонячної системи.

Повний оборот навколо своєї осі Седна робить за 20-30 земних діб. Тільки Меркурій і Венера обертаються повільніше (вони уповільнюються у своїй обертанні гравітаційної силою близького до них Сонця). У майбутні 72 року Седна наближатиметься до Сонцю і, світиться дедалі яскравішими. Ну а потім зі своєї еліптичної орбіті стане віддалятися на периферію Сонячної системи.

У цей час офіційно розширення пояса планет Сонячної системи не відбулося. Міжнародний астрономічний союз (>LAU) сформував робочу парламентсько-урядову групу, аби роздивитися визначення мінімальної відстані для планети. До того ж дві групиастрономов(испанская і американська) оголосили про відкриття об'єкта, яке може виявитися навіть крупніша Плутона. Більша частина його орбіти лежить далі Плутона, і не наближається до Сонцю ближче, ніж Нептун.

У цілому нині такий розвиток подій змушує замислитися з того, що таке Сонячна система? Крім дев'яти планет та його супутників (плюс міріади астероїдів і комет) нині як частину Сонячної системи розглядаються також пояс Койпера і хмаруОорта.

Пояс Койпера – велика область небесної сфери, що за орбітою Нептуна, приблизно від 30 до 100а.е. від поверхні Сонця, населена об'єктами типу астероїдів плодів та овочів комет. Американський астроном ДжерардКойпер (1905 - 1973) 1951 року висловив припущення щодо існуванні такого явища. Однак у 1922 року було відкрито перший об'єкт пояса Койпера діаметром близько 280 км. На цей час число відкритихтранснептунових об'єктів наближається до тисячі. До великих об'єктів пояса Койпера ставляться також такі небесні тіла якКвавар,Иксион,Варуна, Хаос і Седна, які за останні десятиліття жваві дискусії астрономів. За оцінками вчених, існування, по крайнього заходу 35 тисяч об'єктів пояса Койпера діаметром більш100км. Всі ці об'єкти – непросто далекі дива. Вони, відповідно до сучасної точки зору, не є «зіпсованими» залишкамигазопилевой туманності, з якої сформувалася вся Сонячна система. Як очікують дослідники, вивчення їх хімічного складу і розподілу є у просторі дає важливі відомості на допомогу пошуку моделі ранніх етапів еволюції Сонячної системи.

>ОблакоОорта (під назвою голландського астронома ЯнаОорта, що у 1950 року припустив, що Сонячна система оточена гігантським хмарою кометних тіл, що є з відривом від 20000 до 200000а.е. від Землі) – скупчення сферичної формипретопланетних тіл, залишків епохи освіти Сонця й наявність внутрішніх тіл Сонячної системи. (ЯнОорт першим довів і обертання Чумацького Шляху в цілому.) Невеликі тіла, складові це хмару (можливо, що й там більш трильйона із загальною масою, приблизно рівної масі Юпітера), повільно, з періодом мільйони років, обертаються навколо Сонця. Саме звідти, із хмариОорта, вторгаються в у Сонячній системі що з складових тіл – скупчення кам'яних і крижаних уламків. Із наближенням до Сонцю вони починають розігріватися, результатом чого є освіту газової струменя. Такі об'єкти називаютьсядолгопериодическими кометами. Нині хмаруОорта позиціонує з відривом від 20 до 50 тисяч астрономічних одиниць від поверхні Сонця, тобто. на далеких межах Сонячної системи.

Нещодавно на міжнародної астрономічної конференції у італійському місті Падуї відомий американський учений ДжонМатезе з університету штату Луїзіана висунув гіпотезу, підкріплену математичними розрахунками. На думку дослідника, всередині хмариОорта приховується «справжня» десята планета Сонячної системи, яка 1.5 - 6 размассивнее Юпітера й поводиться навколо Сонця за 25 тисяча.е. (приблизно 0.4 світлових року), роблячи один оборот за 4 – 5 мільйонів років.

Але, мабуть, саме сенсаційне у тому, що до даної гіпотезі, ця «невидимка» повинна звертатися зі своєї орбіті убік протилежну руху планет Сонячної системи. Така орбіта нестійка і ніякий об'єкт на не міг би залишатися поблизу Сонця з часів виникнення Сонячної системи. Але це що означає, що у Сонячну систему така планета з'явилася значно пізніше і являла собоюблуждавшую у космосі «безпритульну» планету, котра, за волі випадку була «захоплена» Сонцем.

Однією із поважних завдань астрономії є досягнення розуміння процесу освіти планетних систем навколо тій чи іншій зірки. Вже очевидно, що освіта планет – менш рідкісне явище. На повістці – встановлення розмірів «нових» планет, визначення їх орбіт тощо. Це необхідне з'ясування процесу зародження планет з пилових дисків, оточуючих зірки. Саме які й поставляють матеріал на формування планет. Але розпізнати дуже слабко світні диски, які з дрібних, виряджених частинок пилу, поки що вдалося лише кількох випадках.

За сучасними уявленнями про перебіг освіти планет, їх ядро формується з твердихпланетезималей (злиплих грудок польових частинок). Коли безліч ядра сягає певного критичної позначки, маса планети починає швидко зростати як наслідок акреції міжзоряного газу, подій із високої швидкістю. Цьому процесу сприяє і міграція планети з зовнішніх областейпротопланетного диска для її центру.

Планети земного типу мають значно меншою масою, ніж планети-гіганти, які мають переважна більшість посідає газову складову.

У на самому початку формування планети були нагрітими тілами. Надра планет, зокрема і Землі, і він мають температуру в тисяча градусів за Цельсієм. При остиганні поверхні, і утворюється рельєф поверхні, як той, який бачимо Землі і спостерігаємо наземлеподобних планетах. А «наш» Юпітер зовсім лише трохи за масі не «дотягнув» до зірки, щоб її надрах почалися термоядерні реакції, що й «зробили» його зіркою.

Можливість існуванняекзопланет засуджується досить давно. У 1916 року американський астроном Едуард Барнард припустив, що він "відкрив планету, впливає на рух зірки, названої згодом у честь першовідкривача зіркою Барнарда. Згодом з'ясувалося, що ця зірка перебуває в місці поудаленности від поверхні Сонця після системи Альфа Кентавра, але планети в неї навряд чи виявилося.

Першимподтвердившимся відкриттямекзопланети стало виявлення її врадиопульсара, знаходиться в відстані 1000 світлових років від поверхні Сонця. Він був зроблено на 1991 року польським астрономом АлексомВольцжаном. До 1993 року виявилося присутність поруч із цимпульсаром трьох планет з масами 0.2, 4.3 і 3.6 маси Землі. У 1996 року було встановлено, що є і четверта планета з безліччю Сатурна. І якщо в перших трьох період обертання навколо нейтронної зірки становив, відповідно , 25, 67, і 98 діб, те в четвертої – близько 170 років. Отже, була відразу ж потрапити виявлено ціла планетна система.

Виявлена планетна система вважається дуже дивній.Нейтронная зірка виникає й унаслідок вибуху наднової. У час вибуху зірка втрачає більшу частину свого є і що виник пульсар неспроможна втримати поруч з собою планети, якими могла мати масивна зірка. Томумаломассивние супутники, виявлені поруч ізпульсаромRSR1257+12, сформувалися після вибуху наднової. Але з чого й як – неясно. Такі планети через невідомого походження вважають якимось неповноцінним. До того ж лише в однієї далекого пульсара, хоча раніше їх відкрито вже зібрано понад 1000, виявилося наявність планети. Остання виявилася гігантом, у кілька разівмассивнее Юпітера.

Метод виявлення планет має під собою таку фізичну основу.Вращающаяся нейтронна зірка – пульсар випромінює суворо періодичні електромагнітні імпульси.Пульсари – надзвичайно стабільні джерела радіосигналів. Тому радіоастрономи визначають їхнє руху від точністю до 1 див в секунду.

Гравітаційне вплив планети призводить до «погойдуванню» пульсара і до періодичному перериванню що посилається неюрадиоимпульса. Відкриття першої «справжньої»екзопланети датується 1995 роком. У основі відкриття – математична обробка комп'ютером отриманих з допомогою телескопа даних контролю над рухом і світністю зірки. Він був зроблено астрономами Женевської обсерваторії, які вимірювали швидкість руху 142 зірок, схожих за своїми характеристиками на Сонце й перебувають в «>близи» Землі. Через війну з'ясувалося: зірка 51 в сузір'ї Пегаса, віддалена від поверхні Сонця на 50 світлових років, відчуває періодичні «погойдуванню», зумовлені наявністю в неї планети-гіганта. Відстань між планетою й зіркою удвадцятеро менше, ніж від Землі до Сонця. Планета мчить збешенной швидкістю,обегая зірку за 4 дня. Через близькості до зірці поверхню планети мусить бути нагріта до 700 градусів за Цельсієм, як кажуть, «Запальний Юпітер»! Виникли й інші системи, у яких планети-гіганти утворилися дуже близько до своєї зірці і подібніпервооткривательнице цього. Для їх позначення в ужиток ввійшов термін «гарячий Юпітер». До 2006 року виявлено вже майже 150 таких «гарячихЮпитеров».

Слід в водночас вкотре пояснити сенс терміна «пошуку планет». Зірки спостерігаються з допомогою телескопів, поєднаних з комп'ютером, який управляє процесом відповідно до створеної цієї мети програмі. Реєструється електромагнітне випромінювання,испускаемое кожної з можна побачити зірок, яке потім аналізується задля встановлення наявності відхилень у тому спектрі. Наприклад, присутність планети, якщо спостереження ведеться в видимої частини спектра, тобто. фіксується світловий потік, може сигналізувати раптове збільшення яскравості зображення зірки. Причина такого явища вочевидь пов'язана з гравітаційним впливом планети на промені світла, які з «Сонця». Коли сама вона проходить між своїм «сонцем» і напрямом, де знаходиться Земля, тяжіння планети, подібно лінзі, збирає його промені.

Зрозуміло, можливі й інші пояснення таких короткочасних спалахів зірок. Тому така багато було «відкриттів», які істинними відкриттями не стали. І потрібні багаторазові перевірки, щоб виключити всілякі сумніви.

Особливі старання астрономів спрямовані до пошуку планет, подібних Землі. Торішнього серпня 2004 року удача всміхнулася групі португальських учених, що працюють у обсерваторії ЛаСилья до Чилі. У сузір'їЖертвенника було відкрито планета, яка, на думку дослідників, перестав бути газовим гігантом і має тверду поверхню. Планета робить оборот навколо свого світила за 9.55 діб, і перебуває від цього з відривом 13 мільйонів кілометрів, тобто. вдесятеро меншим, ніж Земля від поверхні Сонця. Маса її оцінюється приблизно 14 мас Землі, за величиною вона відповідає приблизноУрану. Планета офіційно поки безіменна, та вже охрестилиСуперземлей. Через те, що розташована близько до зірці, температура лежить на поверхні становить 650 градусів за Цельсієм, що занадто багато щодо можливості виникнення кожній із відомих життєвих форм. Її скоріш можна як гігантський аналог Меркурія. На науковому форумі

Страница 1 из 4 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація