Звезда Тау Кита и ее планеты
Астрономы обнаружили четыре экзопланеты, вращающихся вокруг Тау Кита — одной из ближайших к нашей Солнечной системе, температура и светимость которой, почти соответствуют Солнечным.
Если есть планеты, и одна из них находится на правильном расстоянии от звезды, у нее умеренная температура, позволяющая иметь океаны жидкой воды, и даже жизнь. Но не спешите собирать свои вещи, открытие еще нуждается в подтверждении.
Звезда Тау Кита
Звезда Тау Кита
Она находится всего в 12 световых годах от Земли, всего в три раза дальше до ближайшей к нашему Солнцу Альфе Центавра.
Она напоминает наше светило так сильно, что астроном Фрэнк Дрейк, который долгое время искал радиосигналы от возможных внеземных цивилизаций, сделал ее первой целью для поиска в 1960 году.
В отличие от большинства звезд, которые являются слабыми, прохладными и маленькими,
Тау Кита — яркая желтая звезда G-типа главной последовательности.
Только одна из 25 звезд может похвастаться такими характеристиками. Кроме того, в отличие от Альфы Центавры , которая также G-типа и имеет планеты, Тау Кита не имеет компаньона, так что орбиты планет не будут подвергаться гравитационному влиянию.
Открытые экзопланеты
Астроном Микко Туоми, из университета Хартфордшир в Великобритании, и его коллеги, проанализировали более 6000 наблюдений с телескопов в Чили, Австралии и Гавайях. Как сообщают исследователи, небольшие изменения в движении светила предполагают, что на нее может оказываться гравитационное влияние пяти планет, которые имеют массу от двух до семи масс Земли.
Если открытие подтвердится, значит все пять планет находятся близко к своей звезде, ближе чем наш Марс.
Она выделяет на 45% меньше света, чем Солнце, так что каждая планета получает меньше тепла, чем планета на таком же расстоянии в Солнечной системе.
На двух внутренних планетах обозначенными B, C, вероятно, слишком жарко, чтобы поддерживать жизнь. Они находятся так близко, что им требуются только 14 и 35 дней чтобы завершить один оборот вокруг светила.
Третья планета может иметь условия для жизни, она примерно в четыре раза массивнее Земли. Если бы вы жили там, вы увидели бы желтое солнце на небе и ваш год длился бы 168 дней. Это потому, что планета D лежит несколько ближе к своей звезде, чем Венера, и следовательно, вращается быстрее, чем Земля по орбите Солнца. Четвертая, и самая внешняя планета, названная E, завершает один оборот по орбите за 640 дней и немного ближе к своей звезде, чем Марс к Солнцу.
Все четыре планеты являются скалистыми, однако только две планеты, самые удаленные от Тау Кита, потенциально пригодны для жизни. В то же время они, скорее всего, подвергаются постоянной бомбардировке кометами и астероидами, поскольку звезду окружает диск из массивных обломков.
Они примерно в два раза старше наших собственных.
Поэтому подходящая планета имела достаточно времени, чтобы развить жизнь намного более развитую, чем у нас. Это может объяснить, почему никто из Тау Кита никогда не связывался с такими примитивными существами как мы)
Источник
В далёком созвездии Тау Кита…
Так начинается полушутливая-полусерьёзная песенка Владимира Высоцкого. Следом за песенкой и многие люди всерьёз убеждены, что «созвездие Тау Кита» и в самом деле существует. (А некоторые, насмотревшись научных телепередач, иногда говорят, что говорить «тау кита» неправильно, а надо говорить «тау сети».)
Первое. «Тау» – это буква «т» греческого алфавита. Астрономы называют самые яркие звёзды в созвездиях буквами греческого алфавита, начиная с самой яркой – альфа, бета, гамма и так далее.
Второе. «Тау Кита» – это не созвездие, а звезда в созвездии Кита. Причём Кит имеется в виду не «настоящий», а мифологический – морское чудовище из древнегреческого мифа о Персее и Андромеде. Поэтому и на старинных звёздных картах нарисован морской монстр, совершенно не похожий на настоящего кита.
Третье. По-латыни (а также по-английски) «Тау Кита» будет «T Ceti » («тау сети»), потому что латинское название созвездия Кита – «цетус» («cetus»), родительный падеж «цети» («ceti»). Отсюда и ошибка про «тау сети». Созвездие Сети ( или «Сетки») в небе тоже есть, в южном, между созвездиями Часов и Золотой Рыбы – по-латыни оно называется «ретикулум» («reticulim»).
Чем же так знаменита звезда Тау Кита? Что в ней особенного?
Ещё в 1959 году астрономы запустили проект по поиску внеземных цивилизаций – проект «сети» (совпадение!), от английской аббревиатуры SETI – Search of Extraterrestrial Intell igence, то есть «поиск внеземного разума». Астрономы считали (и вполне естественно), что наибольшие шансы найти внеземной разум будут у звёзд, максимально похожих на наше Солнце: размерами, массой, светимостью. Ну и желательно чтобы эти звёзды были «недалеко» от нас (по космическим меркам).
Вблизи от Солнца существует всего лишь три звезды, более или менее отвечающие этим требованиям: Тау Кита (расстояние 12 световых лет), Эпсилон Эридана (расстояние 10 световых лет) и Эпсилон Индейца (расстояние 12 световых лет).
Американский астроном Фрэнк Дрейк в 1960 году начал регулярно «слушать» излучение звёзд Тау Кита и Эпсилон Эридана с помощью радиотелескопа обсерватории Грин-Бэнк. Про работу астронома каким-то образом узнали вездесущие журналисты, и вот тогда-то про «Тау Кита» начали писать все научные, околонаучные и даже совсем ненаучные газеты и журналы всего мира. Малоизвестная до этого звёздочка вдруг стала знаменитой, её тут же «взяли в оборот» киносценаристы и писатели-фантасты. Позже Тау Кита «прописалась» в многочисленных компьютерных играх.
Источник
Звезда Тау Кита и ее планеты
Астрономы обнаружили четыре экзопланеты, вращающихся вокруг Тау Кита — одной из ближайших к нашей Солнечной системе, температура и светимость которой, почти соответствуют Солнечным.
Если есть планеты, и одна из них находится на правильном расстоянии от звезды, у нее умеренная температура, позволяющая иметь океаны жидкой воды, и даже жизнь. Но не спешите собирать свои вещи, открытие еще нуждается в подтверждении.
Звезда Тау Кита
Звезда Тау Кита
Она находится всего в 12 световых годах от Земли, всего в три раза дальше до ближайшей к нашему Солнцу Альфе Центавра.
Она напоминает наше светило так сильно, что астроном Фрэнк Дрейк, который долгое время искал радиосигналы от возможных внеземных цивилизаций, сделал ее первой целью для поиска в 1960 году.
В отличие от большинства звезд, которые являются слабыми, прохладными и маленькими,
Тау Кита — яркая желтая звезда G-типа главной последовательности.
Только одна из 25 звезд может похвастаться такими характеристиками. Кроме того, в отличие от Альфы Центавры, которая также G-типа и имеет планеты, Тау Кита не имеет компаньона, так что орбиты планет не будут подвергаться гравитационному влиянию.
Открытые экзопланеты
Астроном Микко Туоми, из университета Хартфордшир в Великобритании, и его коллеги, проанализировали более 6000 наблюдений с телескопов в Чили, Австралии и Гавайях. Как сообщают исследователи, небольшие изменения в движении светила предполагают, что на нее может оказываться гравитационное влияние пяти планет, которые имеют массу от двух до семи масс Земли.
Если открытие подтвердится, значит все пять планет находятся близко к своей звезде, ближе чем наш Марс.
Она выделяет на 45% меньше света, чем Солнце, так что каждая планета получает меньше тепла, чем планета на таком же расстоянии в Солнечной системе.
На двух внутренних планетах обозначенными B, C, вероятно, слишком жарко, чтобы поддерживать жизнь. Они находятся так близко, что им требуются только 14 и 35 дней чтобы завершить один оборот вокруг светила.
Третья планета может иметь условия для жизни, она примерно в четыре раза массивнее Земли. Если бы вы жили там, вы увидели бы желтое солнце на небе и ваш год длился бы 168 дней. Это потому, что планета D лежит несколько ближе к своей звезде, чем Венера, и следовательно, вращается быстрее, чем Земля по орбите Солнца. Четвертая, и самая внешняя планета, названная E, завершает один оборот по орбите за 640 дней и немного ближе к своей звезде, чем Марс к Солнцу.
Все четыре планеты являются скалистыми, однако только две планеты, самые удаленные от Тау Кита, потенциально пригодны для жизни. В то же время они, скорее всего, подвергаются постоянной бомбардировке кометами и астероидами, поскольку звезду окружает диск из массивных обломков.
Они примерно в два раза старше наших собственных.
Поэтому подходящая планета имела достаточно времени, чтобы развить жизнь намного более развитую, чем у нас. Это может объяснить, почему никто из Тау Кита никогда не связывался с такими примитивными существами как мы)
‘ alt=»yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7 — Звезда Тау Кита и ее планеты» title=»Звезда Тау Кита и ее планеты»>
Источник
«В далеком созвездии Тау Кита. »
Борис Штерн,
вед. науч. сотр. Института ядерных исследований РАН, главред ТрВ-Наука
«Троицкий вариант» №7(251), 10 апреля 2018 года
Где находится ближайшая к нам планета, пригодная для земной жизни? Автор данной заметки в своей книге «Ковчег 47 Либра» поместил ее на расстояние 60 световых лет. Оценка была сделана «в лоб» по данным «Кеплера». Оказалось, что эта величина сильно завышена.
Так, Эрик Петигура, Эндрю Говард и Джеф Марси (Erik A. Petigura, Andrew W. Howard, Geoffrey W. Marcy, [1]) измерили вероятность того, что планета земного типа у звезды типа Солнца будет найдена в данных космической обсерватории «Кеплер». По их расчетам, такая вероятность составляет всего лишь порядка процента (может быть, двух-трех), ведь «Кеплер» проработал по основной программе слишком недолго, чтобы уверенно выделять слабый сигнал от далеких земель. Поэтому далеких земель гораздо больше, чем подразумевал автор, и ближайшая находится всего в 15–17 световых годах от нас. Другие авторы подтвердили эту оценку и даже чуть подвинули ее в сторону большего оптимизма.
Но где именно находится эта планета? Все звезды типа Солнца на таком расстоянии прекрасно видны невооруженным глазом и давно поименованы. У которой из них есть планета, пригодная для земной жизни? Сможем ли мы найти ее в обозримое время?
«Вот, двигаясь по световому лучу. »
Напомним, что большая часть экзопланет была обнаружена двумя способами: методом радиальной (лучевой) скорости и методом транзитов. Первый метод — он и исторически был первым, так как первые планеты были открыты с его помощью. В этом случае исследователи ищут слабые периодические колебания скорости звезды по лучу зрения: если вокруг звезды вращается планета, звезда тоже вращается вокруг общего с планетой центра тяжести. Поэтому скорость звезды, измеряемая по доплеровскому смещению спектральных линий, модулируется вращением планеты.
Когда в 1995 году открыли первую экзопланету у звезды типа Солнца, чувствительность метода была чуть лучше десяти метров в секунду. Со временем она была доведена до метра в секунду, даже чуть лучше. Юпитер наводит на Солнце движение со скоростью 10 м/с, что легко измеряется. Земля — всего 10 сантиметров в секунду, что выглядит безнадежным для ее обнаружения этим методом.
Второй метод более чувствителен, но очень избирателен. Он работает, если повезет: плоскость орбиты планеты должна проходить через луч зрения между наблюдателем и звездой. Тогда планета для нашего наблюдателя будет пересекать диск звезды, немного затмевая ее. В этом случае она называется транзитной.
Соответствующая вероятность для Земли с точки зрения удаленного наблюдателя — 1/200. Если планета ближе к звезде, то вероятность больше: она равна отношению радиуса звезды к радиусу орбиты. Зато если повезло, и планета транзитная, то она видна с огромных расстояний (до двух тысяч световых лет), даже если она не больше Земли. Земля затмевает Солнце для далекого наблюдателя всего лишь на одну десятитысячную, но это прекрасно измеряется, если дождаться нескольких таких затмений. Более того, есть надежда обнаружить атмосферы у многих транзитных планет.
Но напомним, что метод транзитов работает лишь очень избирательно. Ближайшей системой, которую исследователям повезло обнаружить, была TRAPPIST-1 (см. [2]), красный карлик в 40 световых годах. Рядом с ней обнаружено сразу 7 планет земного типа, из которых три находятся в зоне обитаемости. Увы, красный карлик — совсем не ласковая для жизни звезда (см. [2]). Но открытие всё равно радует, суля много планет, хороших и разных, в ближайшей окрестности. Если уж речь зашла о красных карликах, то для них метод лучевой скорости может выявить и небольшие планеты в зоне обитаемости. Во-первых, в этом случае звезда легче, во-вторых, зона обитаемости гораздо у́же, ведь планета движется быстрее. И этот метод сработал для ближайшей звезды — Проксимы Центавра. В 2016 году у нее обнаружили планету с массой, близкой к массе Земли, которая получает примерно столько же тепла, как и Земля.
Увы, Проксима Центавра — тот же красный карлик, причем очень активный: его рентгеновские вспышки регистрируются орбитальными обсерваториями. В данном случае лучевые колебания скорости звезды — ±1,7 м/с, во много раз больше, чем для землеподобной планеты в зоне обитаемости солнечноподобной звезды. Увы, перспективы жизни на такой планете весьма призрачны.
Вскоре нашли еще одну близкую землеподобную планету у красного карлика Ross 129 за 11 световых лет от нас. В этом случае звезда спокойней в плане вспышек, но у красного карлика есть и другие зловредные свойства.
Вполне естественно, что ближайшие находки по части экзопланет будут связаны с красными карликами. Помимо того что их планеты легче наблюдать, красных карликов на порядок больше, чем звезд класса Солнца. Сложилось впечатление, что в ближайшее время коллекция близких и скорее всего бесплодных экзопланет у красных карликов пополнится и найдутся перспективные планеты где-нибудь под сотню световых лет от нас. А близкие земли, пригодные для обитания, останутся неведомыми до наступления неопределенных лучших времен, когда люди научатся делать и смогут финансировать космические интерферометры.
«Ужасно повысилось знанье»
Тем временем метод лучевой скорости не стоял на месте. Во-первых, было до предела усовершенствовано оборудование. Один из лучших инструментов, уже давно достигший точности 1 м/с, HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher), много лет используется в Южной европейской обсерватории (ESO). Спектрометр работает с 2002 года, и всё, что он измеряет, ложится в архив.
Поиск экзопланет уже давно, по большей части, превратился в архивные раскопки. Так, несколько лет назад группа английских и американских исследователей начали атаку на ближайшую к нам одиночную звезду типа Солнца, воспетую Высоцким и ставшую культурным мемом, — Тау Кита. Она чуть поменьше Солнца (0,7 по массе и 0,5 по светимости), чуть старше (5,8 млрд лет, но и жить будет дольше) и спокойней. Планет-гигантов у Тау Кита нет, по крайней мере на орбитах с не слишком большим периодом обращения.
Команда использовала архивные данные HARPS с 2002 по 2013 год — всё это время проводились регулярные наблюдения Тау Кита. За эти годы снято 9000 спектров. Были архивированы не исходные спектры, а результаты их обработки, содержащие значения лучевой скорости, вычисленные по разным интервалам спектра, а также разнообразная дополнительная информация. Как уже сказано, точность метода — около метра в секунду, но это если действовать «в лоб». На самом деле точность ограничивает не спектрометр, а «шум» звезды — ее бурление, вращение, вспышки и тому подобное.
Главное, что удалось сделать исследователям, — хорошо изучить этот шум по архивным данным и создать «модель фона» (в двух вариантах), которая позволяет, по утверждению авторов, достичь точности 20 см/с. Это уже близко к заветным 10 см/с, когда косяком пойдут настоящие земли. Впрочем, и на уровне 20 см/с может найтись немало «обитабельных планет», а система Тау Кита — как раз такой случай.
Первые обнадеживающие результаты по Тау Кита были получены еще в 2013 году [3]. Тогда в архивных данных нашли указание на 5 планет с массами больше земной, но не настолько большими, чтобы выскочить за пределы класса земель. Их периоды обращения, согласно первым результатам, — 14, 35, 94, 168 и 642 дня. Массы были определены плохо, точно можно было сказать лишь то, что все кандидаты в планеты заметно тяжелей Земли.
С тех пор команда выросла, методы обработки данных усовершенствованы, и в прошлом году были опубликованы новые результаты работы исследователей [4]. Существование планет с периодами 14, 35 и 94 дня не подтвердилось. Зато существование планет с периодами 168 и 642 дня подтвердилось на более высоком уровне достоверности (периоды немного сдвинулись).
Найдены планеты с новыми периодами в 20 и 49 дней, и тоже с хорошей достоверностью. Массы планет определены гораздо лучше. Правда, командой измеряется не масса, а комбинация M sin (i), где i — угол между осью орбиты и лучом зрения, то есть минимальная масса. Значения минимальных масс обнаруженных планет таковы: 1,7; 1,8; 3,9; 3,9 земной массы. Ошибки колеблются в пределах от 0,3 до 1,3 массы Земли.
Можно ли считать эти результаты абсолютно надежными и окончательными? Статистическая значимость вышеперечисленных периодов высокая, но в спектре мощности кривой блеска Тау Кита видны и другие значимые пики. Это в первую очередь связано с так называемой проблемой «алиасинга» — из-за дискретности наблюдений возникают артефакты, имитирующие периодический сигнал. Например, есть еще пик на 1000 днях, который авторы статьи считают алиасингом 640-дневного пика. В общем, работа исследователей должна быть продолжена, причем с новыми данными, но надежда, что существование описанных выше планет подтвердится, достаточно высока.
«На Тау Ките условья не те?»
На рисунке изображены планетные системы Тау Кита и Солнца по отношению к зоне обитаемости звезд. Зона обитаемости, конечно, понятие условное — климат на планете сильно зависит от ее атмосферы. В цитируемой работе обсуждение «обитабельности» планет сведено к минимуму. Планета e получает примерно столько же тепла, сколько Венера (которая, возможно, годилась для обитания, пока не произошла парниковая катастрофа).
В свою очередь, планета f — столько же, сколько Марс (который, вероятно, был пригоден для жизни, пока не потерял почти всю атмосферу). Между ними напрашивается еще одна меньшей массы — тогда это была бы Земля собственной персоной. Стоит ли заключать пари? Не знаю, но в любом случае ждать ответа придется долго.
С наибольшей вероятностью для жизни подходит планета f. Столь тяжелая планета должна обладать достаточно толстой атмосферой с парниковым эффектом, который способен сделать ее более гостеприимной, чем ранний Марс, на котором текли реки, впадающие в моря.
Но и у Тау Кита есть отягчающее обстоятельство, хотя и не столь фатальное, как у красных карликов. Измерения, сделанные субмиллиметровым интерферометром ALMA, показали, что вокруг звезды довольно много пыли — пылевой пояс распростерся от примерно 10–20 до 60–70 астрономических единиц. Пыли там на порядок больше, чем в Солнечной системе. Сама по себе пыль безвредна, но где она, там и астероиды, которых получается тоже существенно больше, чем у нас. Это чем-то похоже на наш пояс Койпера, только более плотный и подходящий ближе к звезде.
В этом случае планеты будут сильней бомбардироваться, а тамошние динозавры — часто вымирать. Но здесь опять важны неизвестные обстоятельства. Какова «энтропия» тамошнего пояса Койпера? Иными словами — насколько он динамически релаксирован, насколько вытянуты орбиты и каков разброс наклонений из орбит? Наверняка на эту тему уже есть или скоро появятся оценки.
P. S. Песню Высоцкого, строки из которой использованы в качестве заголовков, можно послушать здесь.
1. Prevalence of Earth-size planets orbiting Sun-like stars. Erik A. Petigura, Andrew W. Howard, Geoffrey W. Marcy. DOI:10.1073/pnas.1319909110.
2. Штерн Б. Е. Надежда. на экзопланетную жизнь // ТрВ-Наука, №223 от 28 февраля 2017 года.
3. Tuomi M., Jones H. R. A., Jenkins J. S., et al. 2013 // A&A, 551, A79.
4. Feng F., Tuomi M., Jones H. R. A., Barnes J., Anglada-Escudé G., Vogt S. S., and Butler R. P. // The Astronomical Journal. Volume 154, Number 4. 05.09.2017.
Источник