Фундаментальная проблема астрофизики
Также выделяют орбиты - геоцентрические, селеноцентрические, соответствующие либрационные орбиты, при движении по которым подобные искусственные космические объекты можно считать неподвижными (во вращающихся системах координат), таких как: Солнце-Земля, Земля-Луна, Плутон-Харон.
Подходящими космическим телами для внеземной жизни также считаются спутники Юпитера - Европа, Ганимед, Каллисто и
некоторые спутники других планет-гигантов, где возможна жизнь на уровне бактерий под поверхностью этих тел. Не случайно, что уже сегодня приходится решать проблему космического карантина космических аппаратов, вернувшихся из полетов к небесным телам с образцами космического вещества.
Самыми заметными объектами для обнаружения были бы самовоспроизводящиеся зонды, а также последствия их деятельности на поверхности планет и в космическом пространстве. Несмотря на экзотический характер предложенных гипотез, следует иметь в виду, что в 99.999% объема Солнечной системы могут существовать искусственные космические объекты слабого блеска, с диаметром в несколько десятков метров (звездная величина которых +24m), недоступные обнаружению с помощью современных телескопов. Если же искусственный космический объект расположен где-то на поверхности планет, то предстоит исследовать 99.99% соответствующей площади (Космический аппарат "Магеллан" в 1990-х годах провел исследования Венеры с разрешением 100 м). Марсоход "Соджорнер" в 1997 году выполнил программу, связанную с поиском жизни на Марсе, и сейчас результаты экспедиции к Марсу находятся в стадии обработки. Из космических аппаратов, ведущих (или которые будут вести) поиски жизни в Солнечной системе, выделим "Галилео", исследующий юпитерианский мир, "Кассини", изучающий спутниковую систему Сатурна, "Гюйгенс", предназначенный для изучения Титана (спутника Сатурна), "Розетту", с помощью которой планируется доставить на Землю кометное вещество (на август 1999 года было каталогизировано 1036 комет Солнечной системы).
Замечание. Все тела Солнечной системы (естественные и искусственные; открытые и неизвестные) находятся под юрисдикцией ООН.
3. Поиски внесолнечных планет и исследование их атмосфер
Во времена Дж.Х. Джинса (1877-1946), известного английского астрофизика, в астрономии и космогонии господствовало представление о том, что планетные системы во Вселенной - величайшая редкость, поскольку считалось, что они образуются в результате катастрофических сближений пар звезд, а такие звездные столкновения характеризуются чрезвычайно малой вероятностью (величина межзвездных расстояний огромна по сравнению с размерами звезд). Не случайно астрофизик И.С. Шкловский (МГУ) поставил проблему поиска планет около звезд первой в цепи грядущих фундаментальных проблем в одном ряду с такой грандиозной проблемой астрофизики, как сингулярность Вселенной [4].
В настоящее время при открытии внесолнечных планет используются методы, основанные на следующих астрофизических принципах: а) выделение отраженного планетой части потока световой энергии звезды (минимальное значение потоков энергии от планеты и звезды равно 2.5·10-9); б) учет возмущений от гравитационного поля планеты в движении звезды (учитываются изменения - радиальной скорости звезды (3 м. /с), ее положения на небесной сфере (0.0001"), времени прихода сигнала (0.000001 с)); в) прохождение планеты по диску звезды (при этом плоскость орбиты планеты должна приблизительно совпадать с направлением луча зрения наблюдателя, время прохождения зависит от орбитального периода планеты и радиуса звезды, а из-за различных "шумов" с Земли можно обнаружить планеты типа Юпитера и из космоса - планеты типа Земли); г) гравитационное линзирование, основанное на известном эффекте общей теории относительности А. Эйнштейна, при этом возрастает видимая светимость звезд, расположенных за невидимыми планетами (до 100 раз при расстояниях, сравнимых с расстоянием до центра Галактики, - несколько тысяч световых лет), но соответствующий метод применим для детектирования только очень далеких планет. Тем не менее, астрономы показали с помощью этого метода, что 25% звезд имеют компаньонов с массами Юпитера, расположенных на расстояниях от этих звезд больше 3 астрономических единиц.
По состоянию на 2001 год уже открыты планеты вблизи звезд: ρ1 Рака, 47 Большой Медведицы, Лаланда 21185, τ Волопаса, 70 Девы, HD 114762, ρ Ρеверной Короны, 16 Лебедя, ν Андромеды, 51 Пегаса (у этой звезды в 1995 году швейцарские астрономы обнаружили первую внесолнечную планету), четыре планетоподобные образования обнаружены вблизи пульсаров PSR 1257+12 и PSR 1620-26; Gliese 876, 14 Геркулеса, HD 187123, HD 210277, Gliese 86, HD 168443, HD 195019, HD 75289, Taurus Molecular Ring и др. (Открытые планетные системы распределены на небе таким образом, что все они имеют склонения - 27º< δ<+51º, за исключением Gliese 86 (δ=-51º) и HD 75289 (δ=-42º), следовательно, в средней полосе России почти все они могут быть выше плоскости горизонта и наблюдаемыми). Массы и периоды обращений этих планет вокруг "своих" звезд оказались сравнимыми с массами и периодами обращений вокруг Солнца планет Солнечной системы. Планеты у звезд 16 Лебедя и 47 Большой Медведицы находятся "в поясе жизни" - на определенных расстояниях от звезд температура является благоприятной для развития жизни по типу земной. Уже сделано предположение, что и расстояния вновь открытых планет от своих звезд подчиняются правилу Тициуса-Боде, открытому более 200 лет назад для планет Солнечной системы. Понятно, что вследствие скудной статистики это не более чем догадка.
Пытливому читателю, имеющему доступ в INTERNET, вероятно, будет интересно самому отслеживать открываемые внесолнечные планеты, например, по адресам постоянно обновляющихся каталогов внесолнечных систем:
http://www.priceton.edu/~wllman/planetary_systems/
http://www.obspm. fr/planets
(На 5 декабря 2001 года в каталоги были занесены 66 звезд с обнаруженными около них 74 планетами, причем только у 7 звезд обнаружено по 2-3 планеты. Массы планет в каталогах не превосходят 13 масс Юпитера. Необходимо иметь в виду, что в настоящее время отсутствуют четкие критерии разделения планетоподобных объектов на планеты, планеты-гиганты и "коричневые" (или "инфракрасные") карлики [1,5]. Результаты статистической обработки каталогов приведены в статье [1]).
В рамках программы прямого обнаружения внесолнечных планет предстоит решить еще ряд наблюдательных задач, таких как обнаружение диффузной материи в окрестностях соседних звезд; получение прямых изображений протопланетных дисков вблизи этих звезд; обнаружение спутников и коричневых карликов - "субзвезд"; обнаружение планет типа Земля (пока обнаружены планеты типа Юпитер); спектроскопическое обнаружение и определение общих характеристик планетных атмосфер и океанов; обнаружение неравновесности атмосфер планет, связанной с действием биологических факторов в них; выявление эффектов, сопутствующих разумной жизни.
Скачать реферат