Главная » 2012»Апрель»14 » Новые данные исследования системы звезды Фомальгаут
14.04.2012 12:11
Новые данные исследования системы звезды Фомальгаут
Астрономы опубликовали данные исследования системы звезды Фомальгаут. Согласно новым данным, планет в системе должно быть как минимум две, и они должны быть значительно меньше, чем считалось ранее.
Диск вокруг Фомальгаута. Иллюстрация ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) NASA/ESA Hubble Space Telescope
В своем новом исследовании группа ученых наблюдали за планетной системой звезды Фомальгаут при помощи недостроенной обсерватории ALMA(система радиотелескопов Европейской южной обсерватории работающих в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне, которая строится на высокогорном плато Чахнантор в Чили).
Звезда Фомальгаут находиться на расстоянии около 25 световых годах от Земли в созвездии Южной Рыбы. Является одной из самых ярких звезд неба. Фомальгаут считается относительно молодой звездой - ее возраст оценивается в 200-300 миллионов лет. Звезда Фомальгаут в 2,3 раза тяжелее Солнца, а ее светимость больше солнечной в 18 раз.
Система Фомальгаут в видении космического инфракрасного телескопа «Гершель». Фото ESA
Но самой главной достоинством системы Фомальгаут является газопылевое кольцо шириной около 34,5 миллиарда километров с очень четко очерченным внутренним краем. Специалисты предположили, что четкая форма внутреннего края кольца связана с присутствием планеты, и вскоре, при помощи космического телескопа «Хаббл», астрономы смогли не только обнаружить , но и даже сфотографировать планету внутри этого пояса. Эта планета - единственная на настоящий момент планета вне Солнечной системы, которую удалось сфотографировать напрямую. Планета, которая получила обозначение Фомальгаут b, находится примерно в 10 раз дальше, чем расстояние от Солнца до Сатурна, а ее масса была оценена около трех масс Юпитера.
Планета Фомальгаут b. Иллюстрация NASA/HST
Благодаря новым наблюдениям, которые были выполнены при помощи ALMA, ученые смогли получить более точные данные о пылевом диске вокруг Фомальгаута. Используя эти данные и компьютерное моделирование, ученые определили, что масса планеты Фомальгаут b явно переоценена (в противном случае ее гравитационное поле вносило бы в структуру диска существенные искажения, которых не наблюдается). В частности, они определили, что планета вокруг Фомальгаута, скорее всего, больше Марса, но ее масса меньше нескольких земных.
Помимо прочего все данные указывают на то, что в системе Фомальгаут находиться как минимум две планеты, которые в гигантском газопылевом диске Фомальгаута играют роль планет-«пастухов», находясь с внутренней и внешней стороны кольца, действуя так же как спутники-«пастухи» колец Сатурна, которые не позволяют частицам колец уходить в сторону.
Закон всемирного тяготения Ньютона позволяет измерить одну из важнейших физических характеристик небесного тела - его массу. Массу небесного тела можно определить: а) из измерений силы тяжести на поверхности данного тела (гравиметрический способ); б) по третьему (уточненному) закону Кеплера; в) из анализа наблюдаемых возмущений, производимых небесным. телом в движениях других небесных тел. Первый способ применим пока только к Земле и заключается в следующем. На основании закона тяготения ускорение силы тяжести на поверхности Земли где т - масса Земли, a R - ее радиус. Отсюда масса Земли (2.25) Ускорение силы тяжести g (точнее, ускорение составляющей силы тяжести, обусловленной только силой притяжения), так же как и радиус Земли R , определяется из непосредственных измерений на поверхности Земли. Постоянная тяготения f достаточно точно определена из опытов Кэвендиша и Йолли, хорошо известных в физике. С принятыми в настоящее время значениями величин g, R и f по формуле (2.25) получается масса Земли Зная массу Земли и ее объем, легко найти среднюю плотность Земли. Она равна 5,52 г/см3 Третий, уточненный закон Кеплера позволяет определить соотношение между массой Солнца и массой планеты, если у последней имеется хотя бы один спутник и известны его расстояние от планеты и период обращения вокруг нее. Действительно, движение спутника вокруг планеты подчиняется тем же законам, что и движение планеты вокруг Солнца и, следовательно, уравнение (2.24) может быть записано в этом случае так: где - М, т и mc - массы Солнца, планеты и ее спутника, Т и tc - периоды обращений планеты вокруг Солнца и спутника вокруг планеты, a и ас - расстояния планеты от Солнца и спутника от планеты соответственно. Разделив числитель и знаменатель левой части дроби этого уравнения па т и решив его относительно масс, получим (2.26) Отношение для всех планет очень велико; отношение же наоборот, мало (кроме Земли и ее спутника Луны) и им можно пренебречь. Тогда в уравнении (2.26) останется только одно неизвестное отношение , которое легко из него определяется. Например, для Юпитера определенное таким способом обратное отношение равно 1 : 1050. Так как масса Луны, единственного спутника Земли, сравнительно с земной массой достаточно большая, то отношением в уравнении (2.26) пренебрегать нельзя. Поэтому для сравнения массы Солнца с массой Земли необходимо предварительно определить массу Луны. Точное определение массы Луны является довольно трудной задачей, и решается она путем анализа тех возмущений в движении Земли, которые вызываются Луной. Под влиянием лунного притяжения Земля должна описывать в течение месяца эллипс вокруг общего центра масс системы Земля - Луна. По точным определениям видимых положений Солнца в его долготе были обнаружены изменения с месячным периодом, называемые «лунным неравенством». Наличие «лунного неравенства» в видимом движении Солнца указывает на то, что центр Земли действительно описывает небольшой эллипс в течение месяца вокруг общего центра масс «Земля - Луна», расположенного внутри Земли, на расстоянии 4650 км от центра Земли. Это позволило определить отношение массы Луны к массе Земли, которое оказалось равным . Положение центра масс системы «Земля - Луна» было найдено также из наблюдений малой планеты Эрос в 1930-1931 гг. Эти наблюдения дали для отношения масс Луны и Земли величину . Наконец, по возмущениям в движениях искусственных спутников Земли отношение масс Луны и Земли получилось равным . Последнее значение наиболее точное, и в 1964 г. Международный астрономический союз принял его как окончательное в числе других астрономических постоянных. Это значение подтверждено в 1966 г. вычислением массы Луны по параметрам обращения ее искусственных спутников. С известным отношением масс Луны и Земли из уравнения (2.26) получается, что масса Солнца MЅ в 333 000 раз больше массы Земли, т.е. MЅ " 2 × 1033 г. Зная массу Солнца и отношение этой массы к массе любой другой планеты, имеющей спутника, легко определить массу этой планеты. Массы планет, не имеющих спутников (Меркурий, Венера, Плутон), определяются из анализа тех возмущений, которые они производят в движении других планет или комет. Так, например, массы Венеры и Меркурия определены по, тем возмущениям, которые они вызывают в движении Земли, Марса, некоторых малых планет (астероидов) и кометы Энке - Баклунда, а также по возмущениям, производимым ими друг на друга.
Немного напрягаться не надо. Ведь не все же люди имеют Вашу осведомлённость. Лучше поделиться своими соображениями с присутствующими на форуме. С уважением.
И опять не ясно. Какой с/анализ можно провести: 25 световых лет - это не через дорогу перейти. А ведь они (учёные) берут анализы и с миллионов с.л. (!?)