Som i Star Wars: är livet möjligt på en planet med två solar

Europeiska astronomer har upptäckt en ny brun dvärg under transiteringen av dess stjärna under detaljerade observationer av planetsökprogrammet WASP. Det nyupptäckta objektet, katalogiserat som WASP-128b, har en viktig egenskap: dess tidvatteninteraktioner med stjärnan förändras ständigt. Upptäckten beskrivs i detalj i en tidning som publicerades den 19 juli på arXiv.org.

Bruna dvärgar anses vara ett mellanstadium mellan planeter och stjärnor. Astronomer är i allmänhet överens om att de är subelementära objekt som upptar ett massintervall på 13 till 80 Jupitermassor. Hittills är de flesta upptäckta bruna dvärgar ensamma i yttre rymden. Vissa bruna dvärgar har dock kretsande stjärnor, och anmärkningsvärt nog har 16 procent av dessa stjärnor följeslagare som är mer massiva än Jupiter, men bara 1 procent av dem kan klassificeras som bruna dvärgar.

Dessutom har endast ett fåtal bruna dvärgar hittats som kretsar kring stjärnor av G-typ. Sådana objekt i G-dvärgsystem tros genomgå snabb omloppssönderfall på grund av svårfångade tidvattenavledning. Att utöka listan över kända bruna dvärgar i sådana system kan hjälpa till att studera olika evolutionsmodeller.

Nyligen upptäckte ett team av astronomer under ledning av Vedad Hodzic från University of Birmingham, USA, en ny brun dvärg. Transitsignalen i ljuskurvan för stjärnan WASP-128 identifierades med hjälp av 0,6-meters TRAPPIST-robotteleskopet och 1,2-meters Euler-teleskopet vid ESO La Silla-observatoriet i Chile. Efterföljande spektroskopiska observationer av denna stjärna bekräftade att signalen orsakades av en massiv cirkumstellär följeslagare som kretsade runt sin värd.

"Vi rapporterar upptäckten av WASP-128b, en ny transiterande brun dvärg som upptäcktes av WASP-undersökningen, i en nära omloppsbana G0V, där stjärnsystemets uppmätta rotationshastighet gör att det kan karakteriseras som ett system med ett dynamiskt tidvatten, vilket indikerar närvaron av starka tidvattenlänkar mellan detta par”, skriver forskarna i sin uppsats.

WASP-128b är lika stor som Jupiter (0,94 Jupiterradier) men 37,5 gånger större än den största planeten i vårt solsystem. Den får sin moderstjärna att kretsa runt den och göra en fullständig revolution var 2,2 dag.

Dessutom fann forskarna att WASP-128b långsamt expanderar och beräknas ha cirka 267 miljoner år kvar att leva.

Astronomerna noterade att detta värde liknar det för några massiva "heta Jupiter" exoplaneter i korta banor.

Samtidigt ligger värdstjärnan cirka 1375 ljusår från jorden och är 16 procent större och mer massiv än solen. Den har en konstant temperatur på 5950K, en beräknad ålder på cirka 2,3 miljarder år och en rotationsperiod på cirka 2,93 dagar. Som noterats i tidningen är denna rotationshastighet en indikation på tidvattenspin-up, vilket beror på dess massiva följeslagare.

tycka om( 9 ) Jag gillar inte( 8 )

I den femte upplagan av hans bok "" Universum, liv och sinne’’:
""Med andra ord, om vi tar hänsyn till tillräckligt små värden på förhållandetM2/M1, det visar sig nästan alla stjärnor av soltyp, antingen multipla eller omgivna av en familj av planeter. Om vi ​​villkorligt antar att planetens största massa är lika med 10 -3 massor av solen (Jupiter!), så visar det sig att ~ 10% av alla stjärnor som solen har planetsystem. Enligt vår åsikt är studierna av Abt och Levy, trots den jämförande fattigdomen hos det statistiska materialet som används, det bästa av alla existerande belägg för mångfalden av planetsystem för stjärnor av soltyp.""

Med andra ord, på den tiden trodde man att systemet kunde bestå antingen av flera stjärnor, eller av en stjärna med planeter. Modern forskning har visat att detta antagande är felaktigt - det kan också finnas planeter i system med flera stjärnor. Därför kommer jag i denna del kort att beskriva upptäckterna inom detta område.

Det finns två typer av sådana planetsystem. Den första typen är när planeterna kretsar runt varje stjärna i systemet. För tydlighetens skull kan detta visas i följande diagram:

brevP planeten är markeradA OchB enskilda stjärnor i en stjärnbinär. .

Ett exempel på ett sådant system ges redan i början, som en ram från en science fiction-film. Den visar planeten (där dramatiska händelser utspelar sig med en makalös Vin Diesel), som ligger i det trippelsystem av stjärnor, som också inkluderar ett nära par stjärnor. Periodvis upplever planeten långvariga förmörkelser orsakade av gigantiska planeter med ringar som kretsar i banor med kortare och längre omloppsperioder än den bebodda planeten, där huvudhändelserna i filmen utspelar sig.

Diagram över planetsystemet från världen Riddick.

Redan de första upptäckterna av exoplaneter visade den breda spridningen av sådana system. Den mest anmärkningsvärda av dessa var planetsystemet runt stjärnan, misstänkt redan 1988. Den senaste studien från 2011 ger följande systemparametrar (inom felparenteser):
Planetsystemets period är 903,3(1,5) dagar. Orbital excentricitet 0,049(0,034). Minsta möjliga massa (från radialhastighetsmetoden) 1,85(0,16) massa Jupiter. Maximal möjlig massa (från astrometri Hipparchus) 28 massor Jupiter. Banans halvstora axel 2,05(0,06) astronomiska enheter.
Stjärnans binära omloppsperiod är 67(1,4) år, excentriciteten är 0,41, massan av huvudstjärnan (omkring vilken planeten hittades) är 1,4(0,12) massor Sol, den andra stjärnans massa är 0,41(0,02) massor Sol.
Schematiskt kan kompaktheten hos detta system avbildas i följande diagram (skala sparad):

Diagram över kända följeslagare i systemet. Taget härifrån.

Tillsammans med den mycket låga excentriciteten hos planetbanan jämfört med den andra stjärnans omloppsbana, uppmärksammar många likheten mellan detta system och den närmaste stjärnbinären till oss - Alfa centauri(som också nyligen hittat en planetkandidat). På Alfa centauri dubbla parametrar: halvstor axel 23.4 astronomiska enheter, orbital excentricitet 0,52, omloppstid 79,4 år, stjärnmassor 1,1 och 0,93 massor Sol.

Generellt sett har ett femtiotal sådana system nu upptäckts, främst radiell hastighetsmetod. På grund av det faktum att det är svårt för spektrografer att mäta stjärnornas radiella hastigheter separat i stjärnbinärer (vanligtvis används denna metod för att söka efter planeter runt stjärnor med en separation som är större än 2 bågsekunder), upptäcks planetsystem övervägande i breda binärer med ett avstånd mellan stjärnor på hundratals och tusentals astronomiska enheter.

Bortsett från radiell hastighetsmetod, nyligen blivit effektiva sökningar transiter sådana planeter. Till exempel ett teleskop Kepler lyckades hitta de första planetsystem där planeter kretsar runt varje stjärna i ett binärt stjärnsystem. Vid stjärnan (eller Kepler-132) tre transitplaneter upptäcktes med perioder på 6,18, 6,42 och 18,0 dagar. Teoretiska beräkningar har visat att ett sådant system av planeter inte kan vara stabilt om alla tre planeterna kretsar runt en stjärna. Att fotografera den här stjärnan i detalj löste mysteriet:

Det uppmätta vinkelavståndet mellan stjärnorna är 0,9'' bågsekunder, vilket motsvarar ett avstånd mellan dem på 450 astronomiska enheter. Dessutom visade spektra för enskilda stjärnor att stjärnorna har mycket liknande radiella hastigheter, vilket är ytterligare bevis på deras fysiska koppling. Än så länge har astronomer inte kunnat fastställa vilken stjärna som kretsar kring två transitplaneter med perioder på cirka 6 och 18 dagar, och vilken som bara är en planet med en period på cirka 6 dagar. Det andra sådana systemet är Kepler-296 (KOI-1422). 5 transitplaneter hittades i den, och på liknande sätt säger teoretiska beräkningar att detta system inte kan vara stabilt.

Låt oss nu gå vidare till den andra typen av planetsystem i dubbelstjärnor. Den består av planeter som kretsar runt flera stjärnor samtidigt. Schematiskt kan det representeras enligt följande:

brevP planeten är markeradA OchB enskilda stjärnor betecknas av en stjärnbinär. .

Historiskt sett upptäcktes de första sådana systemen i förmörkande binärer (system där stjärnor överglänser varandra i förhållande till en jordisk observatör). Genom att observera sådana system i många decennier är det möjligt att mäta periodiciteten för dessa förmörkelser med hög noggrannhet. Om en extern planet eller planeter också cirkulerar i systemet, kommer dess gravitation att orsaka störningar på periodiciteten av stjärnförmörkelser. Det första sådana systemet publicerades 2008 för en stjärna. Bevis på ytterligare två planeter har hittats runt detta närliggande system av en röd dvärg och en vit subdvärg (döljer varandra med en period på bara 3 timmar). Deras beräknade omloppsperioder var 9 och 16 år, och deras massor var 8 och 19 massor. Jupiter.

Konstnärlig skildring av systemet. .

Sedan publicerades senare flera liknande system. Tidsmetod för förmörkelser av stjärnbinärer har låg känslighet och upptäcker system av massiva planeter med långa omloppsperioder. Lyckligtvis under de senaste åren rymdteleskopet Kepler lyckades upptäcka flera mer kompakta system av denna typ. På grund av den höga noggrannheten i att mäta stjärnors ljusstyrka och den långa varaktigheten av kontinuerliga observationer, lyckades han upptäcka flera system där förmörkelser inträffar (i förhållande till den jordiska observatören) orsakade samtidigt av både stjärnor och planeter.

System som består av genomgående stjärnor och planeter som hittats av teleskopet Kepler. Tabellen visar perioder och excentriciteter för stjärn- och planetbanor. Den sista kolumnen betyder förhållandet mellan rotationsperioderna för planetbanan och zonen av instabilitet, där planeterna inte kan ha stabila banor. Storleken på planeterna i dessa system är flera radier av planeten Jorden. .

Som följer av tabellen, till och med en stor excentricitet av stjärnbanan (som i Kepler-34) garanterar inte detsamma för en nära planetbana i systemet (en planetbana har en nästan cirkulär bana). Förhållandet mellan planeternas och stjärnornas rotationsperioder når till och med bara 1 till 6 eller 1 till 7 ( Kepler-35 Och Kepler-413).

En preliminär studie av dessa fynd gör det möjligt för oss att uppskatta att förekomsten av planeter (större än 6 radier Jorden och med en omloppstid på upp till 300 dagar) för så nära stjärnor är 4% -28% i fallet med koplanära banor (banorna för planeter och stjärnor är nära samma plan). Om banorna är placerade slumpmässigt kan förekomsten till och med nå 47%. I något av scenarierna överstiger dessa preliminära uppskattningar uppskattningarna av förekomst för liknande planeter i enstaka stjärnor.

Sammanfattningsvis återstår det att notera att nyare studier i allt högre grad visar att bildningen av planeter i system med flera stjärnor inte är mindre effektiv än i enstaka stjärnor. Detta stöds också av upptäckten av direkt protoplanetära skivor i binära stjärnor.

Bild av dammskivor som kretsar runt varje stjärna i ett ungt stjärnsystemSR24 . vänster bild av ett teleskop Subaru, till höger finns en teoretisk tolkning av observationerna. .

Forskare vid Princeton och California Institute of Technology satte en jordliknande planet i omloppsbana runt dubbelstjärnan Kepler-35(AB) i en datormodell. Det visade sig att förhållandena på en sådan planet kunde vara lämpliga för uppkomsten och underhållet av liv. Även trots att en sådan "Jord" skulle påverkas av attraktionen av båda stjärnorna och den skulle röra sig längs en bisarr, krökt bana.

Tyvärr finns en potentiellt beboelig planet med två solar som lyser på himlen, som på Tatooine från Star Wars-sagan, bara i en dator. I verkligheten, i Kepler-35 (AB)-systemet, observeras en planet åtta gånger större än jorden, vilket gör ett fullständigt varv runt två stjärnor på bara 131,5 dagar.

Enligt forskarna gav arbetet ändå ett viktigt resultat. "Detta betyder att binära stjärnsystem som det vi tittade på är bra för beboeliga planeter, trots betydande skillnader i mängden solljus som hypotetiska planeter i ett sådant system skulle få", förklarade Max Popp, en av studiedeltagarna. , Research Fellow vid Princeton University och Max Planck Institute for Meteorology i Hamburg.

varm ånga atmosfär

Nästan samtidigt med nyheten om Kepler-35(AB) kom ytterligare en intressant nyhet. John Southworth från Keele University i Storbritannien använder ESO/MPG-teleskopet (som finns i Chile) för att för första gången fastställa närvaron av en atmosfär på en planet som kan likna jorden. Planeten GJ 1132b kretsar kring en ganska kall stjärna, den röda dvärgen GJ 1132. Man tror att denna steniga himlakropp är 20 % större än jorden i diameter och 60 % i massa. Sådana planeter kallas superjordar. GJ 1132b är "bara" 39 ljusår från jorden.

På vissa bilder tagna med radioteleskop visade sig planeten vara mindre än på andra. Forskare undersökte dessa bilder och kom till slutsatsen att ett visst område nära himlakroppens kant är genomskinligt. Denna region som omger planeten är dess atmosfär. Enligt forskare består gashöljet av GJ 1132b mestadels av metan eller vattenånga. Närvaron av ånga är av särskilt intresse för forskare, eftersom det betyder att det finns flytande vatten på planeten, som avdunstar och bildar en atmosfär.

minus tre

Planeter som GJ 1132b liknar jordens storlek och sammansättning och befinner sig på ett sådant avstånd från sina stjärnor att de mycket väl skulle kunna ha förutsättningarna för livets uppkomst.

Samtidigt, medan sådana planeter gör forskare allt mer besviken. Således kan åtminstone tre av de sju planeterna som kretsar kring den röda dvärgen TRAPPIST-1 faktiskt vara döda världar. Forskare från det ungerska Konkoy-observatoriet presenterade för sina kollegor en studie av stjärnans magnetfält. Det visade sig att TRAPPIST-1-aktiviteten är kapabel att provocera fram täta och kraftfulla magnetiska stormar.

En liknande geomagnetisk storm på jorden 1859 slog ut telegrafsystem i Europa och Amerika. Aurora borealis kunde observeras från Karibiska havets stränder. Med tanke på att planeterna i TRAPPIST-1-systemet är närmare stjärnan än vad jorden är solen, uppträder utbrott av denna storlek mycket oftare där. Enligt tillgängliga data kan deras antal nå fem på 80 dagar, och svagare utbrott inträffar fyra gånger oftare än på jorden. Sådan aktivitet skulle kunna göra atmosfären på dessa planeter obeboelig.

stjärna vs atmosfär

En annan besvikelse är studiet av planeten Proxima b, som kretsar kring den röda dvärgen Proxima Centauri. Detta är den närmaste exoplaneten till jorden, belägen på ett avstånd av drygt fyra ljusår.

Forskare från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics presenterade sina modeller, enligt vilka uppkomsten av liv på Proxima b kunde förhindras inte bara av blossar på en stjärna, utan också av en stjärnvind, mycket starkare och mer inhomogen än solenergin. . Som experter nyligen rapporterade var det just på grund av solvinden som Mars en gång kunde förlora sin atmosfär: plasmaflödet slog gradvis ut mer än hälften av partiklarna i dess gasformiga skal ut i rymden. Något liknande hände förmodligen med Proxima b.

Men snart kommer forskare att få möjlighet att lära sig mycket mer om huruvida planeter i andra system har en atmosfär och vad dess sammansättning är. Lanseringen av rymdteleskopet James Webb, utvecklat av NASA, de europeiska och kanadensiska rymdorganisationerna, är planerad till 2018. Det låter dig titta på planeterna i det infraröda spektrumet och analysera sammansättningen av deras atmosfärer.

Planeter som kretsar kring två eller flera stjärnor kan vara vanligare i universum än planeter med en stjärna.

Star Wars-fans minns med glädje ögonblicket i filmen när en grubblande Luke Skywalker tittar ut på den dubbla solnedgången på sin hemplanet Tatooine. Det visar sig att planeter med två solar är vanligare än vad forskare trodde. De upptäckte nyligen tio sådana system. Forskare har till och med bevis för att sådana system är vanligare än enstaka planetstjärnor.

Forskare har länge trott att de flesta stjärnor har en eller två grannar. De plågades av frågan om dessa flerstjärniga system har sina egna planeter. Efter uppskjutningen av Kepler-teleskopet 2009 fick astronomerna äntligen ett verktyg för att söka efter exoplaneter i flerstjärniga system – avlägsna världar utanför solsystemet.

Den nypräglade exoplaneten Kepler-453b ligger 1400 ljusår från jorden. Den kretsar kring två solar, d.v.s. binärt stjärnsystem. Planeter i sådana system kallas "kretsar kring en dubbelstjärna" för att vara under påverkan av två stjärnor.

Astronomer upptäckte Kepler-453b genom att observera två stjärnor som kretsade runt varandra. Ljuset som kom från varje stjärna var lite grått.

"Dessa fläckar måste bildas på grund av objektets passage i omloppsbana", förklarar Nader Hagigipur, en astronom vid University of Hawaii i Manoa. Han var en av författarna till rapporten om upptäckten av planeten Kepler-453b i Astrophysical Journal.

Den 14 augusti släppte International Astronomical Union General Assembly i Honolulu, Hawaii, en detaljerad rapport om planeten i ett binärt stjärnsystem. Forskare har noterat något ovanligt med en ny planet som kretsar kring en dubbelstjärna. Andra planeter roterar i samma plan som deras stjärnor. Det betyder att de passerar framför båda stjärnorna varje gång de gör ett helt varv. Men de nionde och tionde planeternas banor lutar jämfört med deras solbanor.

"Vi har väldigt tur" säger Hagigipur. Om hans team inte hade tittat på stjärnan i rätt ögonblick, skulle forskare ha missat blackouten och missat planeten.

Det faktum att de hittat ytterligare två planeter som kretsar kring en dubbelstjärna i ett ovanligt omloppsplan betyder att sådana system är utbredda. Hagigipur tillade att det måste finnas många sådana system som ännu inte har upptäckts.

När allt kommer omkring, om planetens omloppsbana då och då låter den passera mellan två stjärnor, kommer sänkningen i ljuset inte att märkas omedelbart. Nästa steg för astronomer kommer att vara att ta reda på hur man kan upptäcka sådana exoplaneter. Hagigipur menar att detta är problematiskt, men möjligt. Om en planet är tillräckligt stor, påverkar dess gravitation stjärnornas banor. Astronomer har för avsikt att leta efter små förändringar i stjärnljuset.

"De mest kända exoplaneterna kretsar kring en enda stjärna", sade Philippe Theobalt, en planetforskare vid Paris Observatory i Frankrike. Han var inte involverad i upptäckten av binära system. Tidiga studier har redan hittat exoplaneter i system med flera stjärnor, men forskare har hittat binära och trippelstjärnsystem där en planet kretsar bara en stjärna.

Theobalt hävdar att ju mer binära och ternära system studeras, desto mer kommer forskarna att lära sig om deras arbetsmekanism. Enligt honom, för att bättre förstå universums lagar, måste ytterligare 50 eller 100 system upptäckas.

Kanske just nu, på någon planet, beundrar en ung Jedi en dubbel solnedgång. Detta är verkligt om hans hemplanet är i "Goldilocks"-zonen (en säker bostadszon mellan stjärnorna). Detta är avståndet från stjärnan som gör att vatten kan vara i flytande tillstånd utan att avdunsta eller frysa. Livet på Kepler-453b är osannolikt, eftersom denna exoplanet är en gasjätte. Det gör att den inte har en hård yta. "Men hon kanske har sällskap" säger Hagigipur. Eftersom satelliten befinner sig i en säker zon kan det finnas vatten och med det förutsättningarna för livets uppkomst.

Planeter som kretsar kring två eller flera stjärnor kan vara vanligare i universum än planeter med en stjärna. Star Wars-fans minns med glädje ögonblicket i filmen när en grubblande Luke Skywalker blickar ut mot den dubbla solnedgången på sin hemplanet Tatooine. Det visar sig att planeter med två solar är vanligare än vad forskare trodde. De upptäckte nyligen tio sådana system. Forskare har till och med bevis för att sådana system är vanligare än enstaka planetstjärnor. Forskare har länge trott att de flesta stjärnor har en eller två grannar. De plågades av frågan om dessa multi-stjärnsystem har...

Bildupphovsrätt AP Bildtext Antalet exoplaneter som människor känner till ökar snabbt

Ett internationellt team av astronomer har kommit fram till att det finns minst en exoplanet som kretsar runt var och en av stjärnorna som är synliga på natthimlen.

Det betyder att det bara finns cirka 10 miljarder planeter i vår galax som är lika stora som jorden.

För att observera avlägsna stjärnor använde forskare ett fenomen som kallas gravitationslins, det vill säga krökningen av en ljusstråle under påverkan av gravitationen hos en massiv himlakropp.

Detta gravitationsfält kan fungera som ett förstoringsglas och förstärka ljuset från mer avlägsna stjärnor som planeter kan kretsa kring.

En grupp astronomer som använder relativt små teleskop har gått samman för att leta efter nya jordliknande planeter som kallas Mindstep.

De försökte upptäcka ett ganska sällsynt fenomen när en av stjärnorna, sedd från jorden, är direkt framför en annan, mer avlägsen stjärna. I det här fallet uppstår effekten av mikrolinsning, vilket gör det möjligt att hitta nya exoplaneter.

Som ett resultat kunde Mindstep-nätverket registrera 40 sådana fenomen, och i tre fall hittades planeter som kretsade kring mer avlägsna stjärnor.

Även om antalet hittade planeter var relativt litet, baserat på dessa upptäckter, kunde forskargruppen beräkna det totala antalet exoplaneter.

Hur planeterna "blinkar"

"Enbart under de senaste 15 åren har antalet planeter som vi känner till utanför solsystemet ökat från noll till cirka 700", säger studiens medförfattare Martin Dominik från University of St. planets.

På senare år har de flesta nya exoplaneter upptäckts med hjälp av Kepler-teleskopet, NASA:s astronomiska satellit designad för att söka efter himlakroppar som liknar jorden.

Kepler försöker hitta exoplaneter genom att detektera en blinkning, det vill säga en förändring i ljusstyrkan hos en viss stjärna i det ögonblick då planeten passerar mellan den och teleskopet.

Denna metod är effektivare när man söker efter stora planeter som ligger nära deras stjärnor.

Gravitationslinseffekten är svårare att använda, men den låter dig hitta planeter i alla storlekar och på stora avstånd.

Resultaten av en grupp astronomers arbete presenterades vid det 219:e mötet i American Astronomical Society, de publiceras också i tidskriften Nature.