Есть ли кольца у экзопланет?

Планетами, находящимися рядом с другими звёздами, сейчас мало кого удивишь. За последние два десятилетия астрономы нашли тысячи экзопланет, и подошло время начать изучать их поближе. Например, крайне интересен вопрос, есть ли у них кольца. Он весьма логичен, если задуматься. Солнечная система — это ведь не просто одна звезда и восемь сферических небесных тел вокруг неё. У большинства находящихся здесь планет есть спутники, а у половины — кольца.

Звёздное покрытие

В нашей родной системе поиск колец осуществляется с помощью метода, который называется «звёздное покрытие». Это измерение силы света в тот момент, когда некий космический объект проходит по диску светила, перекрывая его видимое излучение частично или полностью. Учёные сейчас могут очень точно измерять изменения в яркости, поэтому этот метод позволяет исследовать очень далёкие или тусклые объекты. Так, например, с его помощью атмосфера на Плутоне была обнаружена за десятилетия до того как к этой разжалованной планете подлетела космическая станция «New Horizons». Звёздное покрытие помогло найти кольца Урана, Нептуна и у Харикло, очень крупного астероида, который некоторые даже называют карликовой планетой.

Космическая станция New Horizons
Космическая станция New Horizons

Этот метод также эффективен и для изучения объектов, находящихся за пределами Солнечной системы — именно благодаря ему было найдено большинство известных нам сегодня экзопланет. Конкретно при поиске этих небесных тел он называется «транзитным методом», но суть его от этого не меняется — когда далёкая планета проходит по диску своей звезды, мы наблюдаем небольшое изменение в яркости светила. Это колебание называется «кривой блеска», и у всех планет ей форма приблизительно одинакова. Поэтому в том случае, когда астрономы видят какой-то необычный рисунок, они начинают подозревать, что что-то ещё перекрывает свет звезды. Например, кольца.

О чём могут рассказать кольца

Найти это украшение у экзопланеты было бы неплохо, но гораздо интереснее то, что это может дать науке. Межпланетной станции «Кассини» удалось выяснить, что система колец Сатурна очень замысловатым образом связана как с самой планетой, так и с её спутниками. Разрыв между кольцами может значить, например, что внутри него спрятался неизвестный пока спутник. Узкая «щель Клера», обнаруженная методом звёздного покрытия, как оказалось, скрывает внутри себя крохотную луну, обнаруженную «Кассини» и названную впоследствии «Дафнис». С другой стороны, движущиеся участки колец с более высокой концентрацией вещества, которые называются «волнами плотности», могут указать на наличие спутника, находящегося за пределами колец. Практически каждая деталь поражающих своей красотой колец Сатурна прорисована гравитацией того или иного космического тела, вращающегося вокруг планеты.

Сатурн снимок Кассини
Сатурн снимок Кассини. Источник: https://www.jpl.nasa.gov/spaceimages

Но и это ещё не всё. «Кассини» обнаружил, что специфические волны плотности во внутренних кольцах Сатурна указывают на движение вещества на самой планете. Естественно, учёным ещё очень далеко до того, чтобы повторить эти наблюдения в другой солнечной системе, тем более что ни одно кольцо там до сих пор не найдено. Но даже теоретическая возможность подобных наблюдений — это уже довольно многообещающая перспектива для будущего астрономической науки.

Читайте так же:  Почему Плутон не планета?

1SWASP J140747.93-394542.6 b

И мы уверенно движемся в направлении этого будущего. По всей видимости, планетные кольца за пределами Солнечной системы уже были найдены — в 2012 году. Они опоясывают звезду с невероятно сложным названием 1SWASP J140747.93-394542.6 b. Для удобства давайте в дальнейшем называть её уменьшительно-ласкательно — J1407b. Она в десятки раз тяжелее Юпитера и настолько крупна, что учёным довольно трудно понять, что это — планета или несостоявшаяся звезда, то есть коричневый карлик. Кольца у этого гиганта тоже подобающих размеров. Исследователи, обнаружившие J1407b, считают, что их не менее тридцати, и они простираются на расстояние до 120 миллионов километров от планеты, что в 200 раз дальше, чем у Сатурна.

Звезда J1407b
Звезда J1407b

В ходе изучения колец гигантской экзопланеты в них удалось обнаружить щель, которая, по расчётам, должна быть образована спутником размером почти с Землю — он меньше нашей планеты всего на 20%. Из-за гигантского размера и высокой плотности этих колец некоторые даже засомневались, что их будет правильно именовать именно так. Вполне возможно, что это остатки околопланетного диска, из которого на ранних стадиях жизни небесного тела образуются его спутники. Солнечная система прошла через эту стадию миллиарды лет назад, но система J1407b молода, ей всего 16 миллионов лет. И нам, вероятно, не стоит спешить с окончательной классификацией этих то ли колец, то ли недоразвившихся планет до тех пор, пока в космосе не будут найдены другие образцы для сравнения.

Почему так сложно найти кольца у экзопланет

Это поднимает последний на сегодня вопрос — если планеты в нашей галактике встречаются сплошь и рядом, а кольца есть у половины из тех, что вращаются вокруг нашей звезды, почему они ускользают от нашего взгляда? Почему на сегодняшний день найден только один комплект «экзоколец»?

Ну, во-первых, нам нужно создать следующее поколение средств наблюдения за космосом. Сейчас учёным не так легко обнаружить даже экзопланету, а не то что тонкую полоску рядом с ней. И, во-вторых, против нас играет простая геометрия. Транзитный метод, а это лучшее и единственное, что пока есть в нашем арсенале для обнаружения экзоколец, работает только тогда, когда мы смотрим на другую солнечную систему «сбоку». Однако все модели звездного образования говорят о том, что кольца планет лежат параллельно этой плоскости, внутри неё. И как вы предлагаете их разглядеть? Это должны быть очень крупные и толстые кольца, находящиеся в однозначно трактуемой конфигурации. Только тогда их можно будет увидеть на расстоянии в сотни световых лет. Но это крайне маловероятно, поэтому мы вряд ли в ближайшее время будем открывать их одно за другим. Даже если они действительно находятся рядом с каждой второй существующий планетой.

 

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector