Газета Троицкий Вариант - Газета Троицкий Вариант # 45 (19_01_2010)

Соотношение масс и радиусов для разных составов планет (силикаты, железо, лед). Показаны положения Урана (U), Нептуна (N) и планеты GJ 436. Красным показано измерение радиуса для CoRoT-7b. Линия обрывается на вернем пределе на массу для этой планеты (из статьи arXiv: 0908.0241)

Измерить некоторые параметры экзопланеты нелегко. Есть лишь одна ситуация, когда задача упрощается, — если мы можем наблюдать прохождения планеты по диску звезды. В 2009 г. были открыты две интересные транзитные суперземли. Первыми успеха добились ученые из группы CoRoT ( arXiv: 0908.0241 235). Планета CoRoT-7b — это вообще первая открытая транзитная суперземля. Ее масса составляет около 10–20 земных. Немало. Но зато это первая суперземля с измеренным радиусом. Он равен 1,7 земного. Определение радиуса при известной массе дает нам плотность. Можно сделать вывод, что планета составлена в основном из горных пород. Правда, она находится слишком близко к своей звезде, поэтому вряд ли можно говорить о наличии там привычной для нас жизни.

Массы и радиусы разных планет. Красным кружком обозначена транзитная суперземля GJ 1214b. Черные ромбы показывают планеты Солнечной системы. Кривые соответствуют разным составам планет. GJ 1214b лежит выше «водяных» планет (пунктирная и штриховая кривые). Это значит, что там заведомо есть газовая оболочка (из статьи arXiv: 0912.3229)

Другая интересная транзитная экзопланета, открытая в 2009 г. ( arXiv: 0912.3229 236), — это GJ 1214b. Ее масса — 6,55 земной. Существенно то, что она вращается вокруг маломассивной и близкой звезды. Все это позволяет довольно детально ее исследовать.

Наконец, последний экзопланетный результат, на который мы хотим обратить ваше внимание, связан с планетой WASP-17b ( arXiv: 0908.1553 237). Сейчас, когда еще нельзя вести речь о полноценных поисках «двойников» Земли или же явных следов жизни на экзопланетах, важнейшей задачей считается изучение процессов формирования и эволюции планетных систем. Для этого нужно не просто «ставить рекорды» и уменьшать максимальную массу «горячих суперземель», а, например, отыскивать какие-либо необычные объекты, не укладывающиеся в стандартные сценарии рождения планет.

И вот планета WASP-17b как раз обладает двумя интересными особенностями. Прежде всего, она имеет очень малую плотность — около 10% плотности Юпитера. Это объясняют тем, что эта планета сильно разогревается приливными силами. Вторая особенность WASP-17b связана со свойствами ее орбиты. Согласно общепринятым теориям, планеты образуются из вращающегося протопланетного облака. Разумеется, направление вращения «готовых» планет вокруг звезды должно в таком случае совпадать с направлением вращения самой звезды. Но в случае WASP-17b есть серьезные основания полагать, что она крутится в противоположную сторону!

Планеты на плоскости радиус — масса. Линии соответствуют разным плотностям (в долях плотности Юпитера). Синий, зеленый и фиолетовый значки соответствуют данным по WASP-17b. Синий является наиболее вероятным. Видно, что планета имеет рекордно низкую плотность (из статьи arXiv: 0908.1553)

Как же такое могло получиться? По всей видимости, нельзя обойтись без предположения, что WASP-17b когда-то интенсивно взаимодействовала с каким-то массивным телом. Полагают, что «горячие юпитеры» образовывались на расстояниях порядка 3 астрономических единиц (около полумиллиарда километров) от своих звезд, а потом мигрировали на близкие орбиты. Так вот, в случае WASP-17b комбинация интенсивного взаимодействия с планетой-гигантом и последующей миграции, действия механизма Козаи (Kozai) и приливной циркуляризации орбиты могла привести к тому, что мы наблюдаем.

От экзопланет перейдем теперь к звездам. Тут также один из самых интересных результатов связан с работой спутника CoRoT, который изначально и был предназначен для изучения этих объектов с помощью методов астросейсмологии. Астросейсмология позволяет получать уникальные данные о внутреннем строении звезд. Осцилляции солнечного типа, о которых идет речь в статье arXiv: 0906.3788 238, связаны с турбулентностью во внутренних частях звезд. Ранее такие пульсации обнаруживались только у маломассивных звезд. Теперь же с помощью спутника CoRoT они впервые открыты у массивной (10 солнечных масс) звезды.

Говоря о звездах, не надо забывать о Солнце. В 2009 г. появился важный результат, который может поставить точку в спорах о том, как же солнечная корона прогревается до высокой температуры. Авторы arXiv: 0903.3546 239получили серьезные наблюдательные аргументы в пользу того, что энергия в солнечной атмосфере переносится альвеновскими волнами 240. Их мощности, по оценке авторов, достаточно для того, чтобы нагревать солнечную корону. Собственно, так раньше и думали, т.е. новые результаты наблюдений находятся в хорошем согласии с теоретическими расчетами.

Фотография хромосферы, сделанная с помощью Шведского солнечного телескопа (SST) и свидетельствующая о присутствии альвеновских волн. Выделена исследуемая область. На изображении одна угловая секунда соответствует 725 км. Фото: David Jess, Queen's University Belfast (из статьи arXiv: 0903.3546)

Магнитная трубка между фотосферной и хромосферной областями. Возмущения в трубке приводят к появлению альвеновской волны, идущей вверх. Возникают торсионные колебания в направлении, перпендикулярном к направлению распространения волны. Эти колебания и наблюдались авторами (из статьи arXiv: 0903.3546)

А вот серьезные нарушения привычных циклов солнечной активности изрядно озадачивают астрономов уже не первый год. Изучением Солнца заняты теперь многие научные группы, использующие новейшие астрономические инструменты. Например, активно работает запущенная NASA в октябре 2006 года на околосолнечные орбиты пара солнечных телескопов STEREO 241(Solar TErrestrial RElations Observatory) и японский научный спутник «Хинодэ» (Hinode, Solar-B), стартовавший 23 сентября 2006 года. К сожалению, запущенный 30 января 2009 года на околоземную орбиту российский космический аппарат «Коронас-Фотон» (предназначенный для исследований Солнца), проработал лишь несколько месяцев вместо заявленных трех лет.

Изменение светимости SN2008ha (нижняя кривая) сравнивается с поведением других сверхновых. Видно, насколько SN2008ha слабее других (из статьи arXiv: 0901.2074)

Неожиданности ждали исследователей сверхновых звезд. В течение года появилось несколько работ, в которых говорилось об обнаружении и исследовании довольно странных сверхновых, которые теоретики только пытаются уложить в стандартные сценарии. В первую очередь хочется выделить не экстремально мощные или яркие сверхновые (о них писали, например, в статьях arXiv: 0911.2002 242, arXiv: 0908.1990 243), а наоборот, — очень слабую сверхновую SN 2008ha, которой было посвящено две работы: arXiv: 0902.2794 244и 0901.2074 245. Это самая тусклая из известных сверхновых. Ее абсолютная звездная величина в максимуме составила всего лишь -14,2. Это дает светимость менее 1041 эрг/с. Определенная по спектральным линиям скорость разлета вещества — всего лишь около 2000 км/с в момент максимума блеска. Там очень мало никеля-56, и вообще выброшено мало вещества. Авторы рассматривают разные модели. Если взорвался одиночный объект, то это может быть электронный захват в Ne-Mg карлике или дефлаграция (ядерное горение без образования сильной ударной волны) C-O карлика.