Как мы открываем новые миры: современные методы поиска экзопланет

XXVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

Как мы открываем новые миры: современные методы поиска экзопланет

Хуршиддинов Тимур Хуршиддинович 1
1Школа 104
Рустамов З.Т. 1
1Школа 104
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Экзопланеты—планетызапределамиСолнечнойсистемы—сталиоднимизсамых захватывающих объектовсовременной астрономии.Запоследние десятилетия человечество нетолько подтвердила их существование, но иоткрыла тысячиновых миров.Актуальностьтемыобусловленатем,чтооткрытиеэкзопланетможетдатьответ на фундаментальный вопрос о существовании жизни вне Земли и о месте человечества во Вселенной.

Цель работы — рассмотреть новейшие методы поиска экзопланет и оценить вкладроссийскойимировойнаукивэтусферу.

Задачи:1обзор ключевых исторических этапов поиска внеземных планет;2детальное рассмотрениесовременныхметодовихобнаружения;3анализнедавнихоткрытийи перспективпоискажизни.

В исследовании использована литература ведущих российских и зарубежныхастрономов,материалыNASA,статьиспециализированныхжурналов.

Личныйвклад—поиск ианализпоследнихданныхпо методамобнаруженияэкзопланет, самостоятельнаяобработкастатистикиссайтаNASAExoplanetArchiv

Основнаячасть

Глава1.Историяпоискаэкзопланет

    1. Первыепредположения

Первымигипотезамиобсуществованиипланетвне Солнечнойсистемыбыли размышления философов, таких как Джордано Бруно в XVI веке, который предполагал бесконечность Вселенной и множествоподобных Земле миров. Первые попытки наблюдений начались в XXвеке, когда астрономы началисистематическиизмерять лучевыескоростиближайших звезд с помощью спектроскопии.[3]

    1. Наукаифантастика и реальность

В XIXXXвв.тема экзопланетпоявлялась в произведенияхscience fictionи научных дискуссиях, однакоподтвержденийне былодоконца XXвека.

В 1988 году была обнаружена перваяпредположительная экзопланета у звездыГамма ЦефеяA,ноее подтверждение состоялосьлишьспустягоды.В 1991 годуАлександр ВольшчаниколлегиобнаружилипланетывокругпульсараPSR125712—этобыли первые подтвержденные экзопланеты, хоть и образовавшиеся не в «обычной» планетной системе.

Ключевым шагом стала находка1995 года:МишельМайори Дидье Келообнаружили первуюпланетууобычнойзвездыглавнойпоследовательности—51 Пегасаbметодом измерения вариаций лучевой скорости (доплеровскоесмещение). Это событие ознаменовало начало эпохинастоящего поиска экзопланетс помощью высокоточного

спектроскопа, позволившего «видеть» покачивания звезд под гравитационным давлением планет.

Глава2.Современныеметодыпоиска

    1. Методдоплеровскогосмещения

Этот метод основан на эффекте Доплера: если звездадвижется навстречу или отдаляется из-за гравитационноговоздействия планеты,ее спектральные линии смещаются. Метод позволяет определить массу и орбитальный период планеты, но лучшеработаетдлямассивныхи близкихкзвезде планет.Первый успешный пример–51 Пегас b. В настоящее время производится измерение с точностью до нескольких метров всекунду

    1. Методтранзитов

Планета, проходя на фоне звезды, вызывает кратковременное снижение ее яркости, что фиксируется фотометрами. Этот метод позволяет получить информацию о размере планеты и позволяет выявлять маленькие «земные» планеты. Космические телескопы Kepler,TESSи JWSTактивноиспользуют данный метод,собираяданные отысячах кандидатоввэкзопланеты

    1. Прямоеизображение

Самыйсложныйметод—нужнаинновационнаятехника,защищающаякамеруот пересвечивания от звезды (коронография). Такой метод эффективен для самых больших и молодых планет,расположенныхдалекоотзвезды.Этодаётвозможностьизучать атмосферные характеристики планет и их орбитальную динамику

    1. Гравитационнаямикролинза

Происходит эффект усиления яркости удалённой звезды при прохождении объекта между ней и наблюдателем. Этопозволяетобнаруживатьобъектымалой массы,зачастую располагающиеся очень далеко

    1. Астрометрия

Метод измерения микроскопических изменений положения звезды на небе под действием гравитации планеты.Технически сложен,требует высокоточных приборов,но перспективендля поиска дальнихимассивныхобъектов

Глава3.Последниеоткрытия

    1. Планетыземноготипа

В последние годыс помощьютелескоповTESS,JWSTи наземныхобсерваторий обнаруженонесколькотысяч новых экзопланет. Значительное внимание уделяется планетам земного типа,расположенным вобитаемойзонесвоих звезд —там,гдеможет существоватьжидкая вода итеоретическижизнь.

    1. Поискбиомаркеров

В20242025годах телескопДжеймса Уэбба впервыезарегистрировалтепловое излучение планетыв системе Альфа Центавра,чтооткрывает новуюэруизучения атмосфер экзопланет и возможных биомаркеров. В 2025 году открыты новые «горячиеюпитеры» вокругудалённых карликов класса K, а такжепродолженыисследования по поиску признаковводы, кислорода и метана ватмосферах экзопланет, что может свидетельствоватьобиологическойактивности.

Эти открытия расширяют знания о разнообразиипланетных систем истимулируют разработкуновых методовителескоповдляуглубленного исследованиявселенной

 

 

Заключение

Астрономия переживает настоящий ренессанс поисков новых миров: современная наукаужеоткрыла тысячиэкзопланет, использует десятки методов обнаружения, развивает телескопыновогопоколенияимечтает опервом контактесинойжизнью. Мойвклад— самостоятельныйанализ иописаниеновейших технологийпоиска, адаптация данных по планетам,близкимкЗемле.

Список литературы

Астрономия:учебникдля1011классов /Ю.А. Карпинский.—М.,2022.

NASAExoplanetArchive.—https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu

Mayor,M.,Queloz,D.AJupiter-masscompaniontoasolar-type star//Nature,1995.

WinnJ.N.,FabryckyD.C.Theoccurrenceandarchitectureofexoplanetarysystems// AnnualReviewofAstronomyandAstrophysics,2015.

БруноДж.Обесконечности,Вселенной и мирах.—М.,1999.

Perryman,M.A.C.TheExoplanetHandbook.—CambridgeUniv.Press,2018.

Fischer D.A.,ValentiJ.The planet-metallicitycorrelation//ApJ,2005

BoruckiW.J.,KochD.G.KeplerMission:DevelopmentandResults//Science,2010

MacintoshB.,etal.Discoveryandspectroscopyoftheyoungjovianplanet51Eridanib// Science, 2015

GaudiB.S.Microlensingbyexoplanets//AnnualReviewofAstronomyandAstrophysics, 2012

Malhotra,R.PlanetFormation:KeyResultsfromExoplanetSurveys//Science, 2023

Seager,S.ExoplanetAtmospheres:PhysicalProcesses.—PrincetonUniv.Press,2010

Просмотров работы: 24