Школьная энциклопедия. Формирование и эволюция солнечной системы

Хорошо просматриваются в ясную ночь.

Планеты

Среди бесчисленных звезд легко можно отличить по яркому блеску планеты, что в переводе с древнегреческого - блуждающие звезды . Так названы были древними греками эти небесные тела потому, что изо дня в день они перемещались относительно, казалось бы неподвижных, звезд и на ночном небе казались яркими светилами.

Планеты Вселенной

Как известно, планеты совсем не : они получают свет от и движутся вокруг него по орбитам, которые по форме близки к кругу.

Кометы

По очень удлиненным орбитам через тот или иной срок времени из межпланетных пространств залетают далекие гости нашей солнечной системы - кометы , или хвостатые звезды (в переводе с греческого). Внезапное появление кометы всегда пугало невежественного человека.

Говорили о том, что начнутся опустошительные кровопролитные войны, повсюду пойдут смуты, голод, мор и даже наступит конец света.

Значительно чаще можно наблюдать, особенно в конце лета, августовский поток звезд . В старину считали, что каждый человек имеет свою звезду на небе, и когда он умирает, то и звезда его угасает, падает.
Звезды, конечно, не падают. Это обломки небесных тел и распавшихся комет: они накаляются до нескольких тысяч градусов и начинают светиться, попав в земную атмосферу.

Метеориты

Светится и раскаленный воздух вокруг падающих тел. В том случае, если они целиком не сгорают, превращаясь в раскаленный газ, на землю падают небесные камни , как их раньше называли, или метеориты . Порой они достигают огромных размеров.

Метеорит, упавший в феврале 1947 г. в районе хребта Сихотэ-Алинь дождем осколков, весил, как полагают, до ста тонн. На месте его падения обнаружила много глубоких воронок до 30 метров в поперечнике. За два года в этом районе было собрано около 23 тонн осколков метеорита.

Знаменитый Тунгусский метеорит, упавший летом 1908 г. в глухой тайге, в районе небольшого поселка Виновара близ р. Подкаменной Тунгуски (Красноярский край), до настоящего времени не обнаружен, несмотря на многолетние поиски. Ученые полагают что он взорвался при падении и полностью распался на мельчайшие частицы металлической пыли .

Она действительно была обнаружена при анализе почвы в районе взрыва, который слышен был на 1000 километров. Столб взрыва поднялся на высоту не менее 20 километров и был виден на 750 километров в окружности. На огромной площади -до 60 километров в поперечнике-были повалены деревья, вершинами во все стороны от места взрыва.

Ученые полагают, что за сутки на Землю выпадает около 10 тонн метеоритного вещества.

Обычно среди тускло мерцающих звезд можно различить более яркие - голубовато-белые, желтые, красноватые. Больше всего звезд в широкой серебристой полосе - Млечном Пути , который наподобие гигантского обруча опоясывает небесный свод.

Своим проницательным взором человек проник в сокровенные глубины вселенной и увидел, наконец, в сильные телескопы далекие миры, подобные Млечному Пути. Нетрудно отсюда сделать вывод, какое скромное место занимает наша во вселенной - бесконечной во времени и пространстве, не имеющей ни начала, ни конца.

Звезда - раскаленный самосветящийся шар

На строгом астрономическом учете - миллионы . Звезды и планеты Вселенной, что называется, поштучно сосчитаны, занесены в специальные списки, в каталог, отмечены на специальных картах.
Каждая звезда - раскаленный самосветящийся шар подобный нашему Солнцу.

Звезда Солнце

Звезды находятся от нас очень далеко. До ближайшей звезды-она так и называется Проксима , т. е. по-латыни ближайшая,- пришлось бы добираться даже при помощи ракеты очень, очень долго. Свет от этой звезды до Земли проходит четыре года как определяют астрономы.

Скорость света весьма велика 300000 километров в секунду! Отсюда можно сделать такой вывод, если скажем, Проксима сегодня померкнет, люди будут наблюдать на небе последний ее луч целых четыре года.

Сто пятьдесят миллионов километров, отделяющие от , свет проходит в 8 минут 18 секунд. Как близко к нам Солнце по сравнению с ближайшей его соседкой!

Величина звезд весьма различна. Звезда-гигант (из созвездия Цефей) в 2300 раз больше Солнца, а звезды-малютки (звезда Койпера) почти в два раза меньше Земли.

Температура звезд

Различна и температура звезд . Голубовато-белые звезды - наиболее горячие: температура их поверхности 30 000°; на желтых звездах уже прохладнее - 6000°, и на красных 3000° и ниже. Наше Солнце довольно слабая звезда, желтый карлик , как именуют ее астрономы.

Рождение звезд

Исследуя небесные светила, ученые сделали много интересных выводов о рождении звезд , об их развитии и химическом составе. Химический состав небесных светил изучается особым прибором - спектроскопом. Он позволяет обнаруживать даже ничтожно малые количества вещества по характерным цветным линиям спектра.

Спектр

Спектр (от латинского «спектрум») -видимое, видение.
Представление о спектре можно получить по радуге после дождя. Она привлекает неуловимыми переходами от одного цвета к другому: от красного - через оранжевый, желтый, зеленый, голубой и синий - к фиолетовому.

Вы никогда не забудете места каждого цвета в спектре, если запомните такую небольшую побасенку:

Каждый охотник желает знать, где сидит фазан.

Здесь начальная буква слова обозначает цвет.

Когда луч света, пройдя через трехгранную стеклянную призму, падает на лист бумаги или белую стену, тоже получается красивая радужная полоска. Такую же цветную полоску вы увидите на потолке или стене, если луч солнца упадет на краевую грань зеркала или свет заиграет цветными переливами на граненых шариках и подвесках театральной люстры.

Раскаленные твердые и жидкие тела, а также газы под большим давлением образуют сплошные спектры в виде радужных полосок, разреженные же газы дают при накаливании не сплошной, а линейный спектр; он состоит из отдельных цветных линий, характерных для каждого вещества, разделенных темными промежутками.

Приспособление спектроскопа к телескопу позволило получить фотографии спектров весьма удаленных небесных светил и сделать отсюда тот вывод, что на них пока не обнаружено ни одного химического элемента, неизвестного на Земле. Такие же результаты дал и химический анализ метеоритов. Спектральный анализ далеких звездных миров и химический анализ метеоритов убедительно говорят о единстве вещества Вселенной .

Посмотрите на ночное небо, и вы увидите некоторые планеты нашей Солнечной системы, а еще тысячи звезд, которых во Вселенной миллиард миллионов... и ещё больше!

Вселенная состоит из множества галактик, в которых находятся мириады самых разных звезд и объектов вселенной - это галактики и созвездия, туманности и звездные скопления, самые разные звезды и их планетарные системы. Среди них в галактике Млечный путь есть планета, возможно, единственная на которой есть разумная жизнь.

Это Наш дом - планета Земля.

Дом, в котором мы живем - это планета Земля. Наша планета вращается вокруг Солнца и входит в Солнечную систему вместе с другими планетами. Всего в Солнечной системе девять планет, многие из которых имеют свои спутники и кольца. В нашей Солнечной системе можно встретить и кометы, и астероиды и,даже, целые их скопления. Каждый объект Солнечной системы по своему интересен и уникален, и только на одном из них, на нашей планете Земля, есть жизнь.
В раздел...

Созвездия звёздного небо

Тысячи лет назад астрономы, наблюдая за движением звёзд на небе и проводя очертания между ними, наделяли их названиями созвездий, связанные с мифами и легендами. И сейчас, как и тысячилетия назад, каждое время года даёт возможность разглядеть знакомые нам созвездия и звёзды ночного неба. В течение всего годового цикла звезды меняют своё положения относительно нас и только полярная звезда остается вот уже добрых полтора тысячелетия практически неподвижным маяком северного полюса Земли.
В раздел...

Звёзды и галактики

Наша галактика, в которую входит Солнечная система, называется Млечный путь и она огромна по размерам (1 квинтиллион километров и сотни тысяч световых лет), но есть и другие ближайшие, по меркам вселенной, и далекие галактики. Также, как и в нашей галактике, в них находятся самые различные звезды, туманности, рассеянные и шаровые скопления звезд, черные дыры, белые и красные карлики, а также много-много других загадочных объектов вселенной.
В раздел...

Человек и космос

Еще с древних времен человек стремился познать тайну звездного неба. Он изобрел телескоп, запустил спутник, затем человек сам вышел в открытый космос, научился вычислять расстояния и массы, находить самые удаленные на сотни тысяч световых лет звезды в самых далеких уголках вселенной, но многое из уже открытых человеком объектов космоса, по прежнему остается загадкой и тайной самых глубинных недр вселенной.
В раздел...

Наша галактика, в которой мы живем называется Млечный путь. В ней находится Солнечная система, состоящая из Солнца и девяти планет, вращающихся вокруг него. Третья планета по счету от Солнца - это наша планета Земля. И вот с этой планеты мы и начали свое первооткрывание огромной непостижимой вселенной.

Многие самые далекие объекты вселенной уже известны науке, а многие и, возможно, еще больше остаются загадкой. При том, что вселенная постоянно расширяется, многие ее чудеса приходится раскрывать бесконечно.

Помните, как в рассказе Чехова «Каштанка» хозяин собачки говорит ей: «Супротив человека ты все равно, что плотник супротив столяра»? Вот так и звезды в отношении планет.

Звезды

Звездой в астрономии называется небесное тело, в котором идут термоядерные реакции. Это массивные светящиеся газовые (плазменные) шары. Они образуются из газово-пылевой среды (в основном из водорода и гелия) в результате гравитационного сжатия. В недрах звезд огромная температура – миллионы кельвинов, происходят термоядерные реакции превращения водорода в гелий (°С = K−273,15). На их поверхности - тысячи кельвинов. Звёзды называют главными телами Вселенной, потому что в них заключена основная масса светящегося вещества в природе. Наше Солнце - типичная звезда спектрального класса G с температурой 5000-6000 К. Спектра́льные кла́ссы - классификация звёзд по спектру излучения, в первую очередь, по температуре фотосферы. Всего классов 7: O, B, A, F,G, K, M. Внутри класса звёзды делятся на подклассы от 0 (самые горячие) до 9 (самые холодные). Солнце имеет спектральный класс G2 и эквивалентную температуру фотосферы 5780 K .
Ближайшей к Солнцу звездой является Проксима Центавра . Она расположена в 4,2 светового года (3,9 1013 км) от центра Солнечной системы.
Когда мы смотрим в звездное небо, то при ясной погоде невооружённым глазом на небе мы можем увидеть около 6000 звёзд, по 3000 в каждом полушарии. Все видимые с Земли звёзды (включая видимые в самые мощные телескопы) находятся в местной группе галактик.

Ме́стная гру́ппа гала́ктик - гравитационно-связанная группа галактик, включающая галактики Млечный Путь, галактику Андромеды (M31) и галактику Треугольника (М33) – она показана на картинке выше.
Мы не будем вдаваться в подробные характеристики классификации звезд, скажем лишь, что всё многообразие видов звёзд - это только отражение количественных характеристик звёзд (такие как масса и химический состав) и эволюционного этапа, на котором в данный момент находится звезда.

Звезды главной последовательности

Это самый многочисленный класс звезд. К нему принадлежит и наше Солнце. Это место в диаграмме, на котором звезда находится большую часть своей жизни. Потери энергии на излучения компенсируются за счёт энергии, выделяющейся в ходе ядерных реакции. Существуют и другие виды звезд.

Коричневые карлики

Это тип звёзд, в которых ядерные реакции никогда не могли компенсировать потери энергии на излучение. Их существование предсказали в середине XX в., основываясь на представлениях о процессах, происходящих во время формирования звезд, а в 2004 году впервые был обнаружен коричневый карлик. На сегодняшний день открыто достаточно много звёзд подобного типа. Их спектральный класс М - T.

Белые карлики

Белые карлики представляют собой компактные звёзды с массами, сравнимыми с массой Солнца, но с радиусами в ~100 и, соответственно, светимостями в ~10 000 раз меньшими солнечной. Они лишены собственных источников термоядерной энергии. Белые карлики начинают свою эволюцию как обнажившиеся вырожденные ядра красных гигантов, сбросивших свою оболочку - то есть в качестве центральных звёзд молодых планетарных туманностей. Температуры фотосфер ядер молодых планетарных туманностей чрезвычайно высоки. Крупные звёзды (в 7-10 раз тяжелее Солнца) в какой-то момент «сжигают» водород, гелий и углерод и превращаются в белые карлики с богатым кислородом ядром. Температура поверхности молодых белых карликов - изотропных ядер звёзд после сброса оболочек, очень высока - более 2 105 К, однако достаточно быстро падает за счёт нейтринного охлаждения и излучения с поверхности.

Красные гиганты

Кра́сные гига́нты и сверхгига́нты - звёзды поздних спектральных классов с высокой светимостью и протяжёнными оболочками. Звёзды в процессе своей эволюции могут достигать поздних спектральных классов и высоких светимостей на двух этапах своего развития: на стадии звёздообразования и поздних стадиях эволюции. Стадия, на которой молодые звёзды наблюдаются как красные гиганты, зависит от их массы - этот этап длится от ~ 103 до ~ 108 лет. В это время излучение звезды происходит за счёт гравитационной энергии, выделяющейся при сжатии. По мере сжатия температура поверхности таких звёзд растёт, но, вследствие уменьшения размеров и площади излучающей поверхности, падает светимость. В конечном итоге в их ядрах начинается реакция термоядерного синтеза гелия из водорода, и молодая звезда выходит на главную последовательность. На поздних стадиях эволюции звёзд, после выгорания водорода в их недрах, звёзды сходят с главной последовательности и перемещаются в область красных гигантов и сверхгигантов. И «молодые», и «старые» красные гиганты имеют схожие характеристики, объясняющиеся сходством их внутреннего строения - все они имеют горячее плотное ядро и очень разреженную и протяжённую оболочку.

Солнце как красный гигант

В настоящее время Солнце является звездой среднего возраста, возраст его оценивается приблизительно в 4,57 миллиарда лет. Солнце будет оставаться на Главной последовательности ещё приблизительно 5 миллиардов лет, постепенно увеличивая свою яркость на 10% каждый миллиард лет, после чего водород в ядре будет исчерпан. После этого температура и плотность в солнечном ядре повысятся настолько, что начнётся горение гелия, и гелий начнёт превращаться в углерод. Размеры Солнца вырастут примерно в 200 раз, то есть почти до современной земной орбиты. Меркурий и Венера будут им поглощены и полностью испарятся. Земля, если не разделит их судьбу, будет разогрета настолько, что шансов на сохранение жизни не будет никаких. Океаны же испарятся задолго до перехода Солнца на стадию красного гиганта, приблизительно через 1,1 миллиарда лет.
На стадии красного гиганта Солнце будет находиться приблизительно 100 миллионов лет, после чего превратится в планетарную туманность, и далее станет белым карликом.

Переменные звезды

Переме́нная звезда́ - звезда, блеск которой изменяется со временем в результате происходящих в её районе физических процессов. Строго говоря, блеск любой звезды меняется со временем в той или иной степени. Для отнесения звезды к разряду переменных достаточно, чтобы блеск звезды хотя бы однажды претерпел изменение.
Переменные звёзды сильно отличаются друг от друга. Изменения блеска могут носить периодический характер. Основными наблюдательными характеристиками являются период, амплитуда изменений блеска, форма кривой блеска и кривой лучевых скоростей.
Примечание: не путать переменность звёзд с их мерцанием, которое происходит из-за колебаний воздуха земной атмосферы. При наблюдении из космоса звёзды не мерцают.

Звезды Вольфа-Райе

Звёзды Вольфа-Райе - класс звёзд, для которых характерны очень высокая температура и светимость; звёзды Вольфа-Райе отличаются от других горячих звёзд наличием в спектре широких полос излучения водорода, гелия, а также кислорода, углерода, азота.

Звёзды типа T Тельца (T Tauri, T Tauri stars, TTS) - класс переменных звёзд, названный по имени своего прототипа Т Тельца. Обычно их можно обнаружить рядом с молекулярными облаками и идентифицировать по их переменности. Основным источником их энергии является гравитационное сжатие. В спектре звёзд типа T Тельца присутствует литий, который отсутствует в спектрах Солнца и других звёзд главной последовательности, так как он разрушается при температуре выше 2,500,000 K.

Новые звезды

Новыми называются звезды, светимость которых внезапно увеличивается в ~103-106 раз. Все новые звёзды являются тесными двойными системами, состоящими из белого карлика и звезды-компаньона, находящейся на главной последовательности, либо достигшей в ходе эволюции стадии красного гиганта. В таких системах происходит перетекание вещества внешних слоев звезды-компаньона на белый карлик. Состав падающего на белый карлик газа типичен для внешних слоёв красных гигантов и звёзд главной последовательности - более 90 % водорода. По мере накопления в поверхностном слое водорода и повышения температуры в обогащённом водородом слое начинают идти термоядерные реакции, этому способствует и проникновение в вырожденный поверхностный слой углерода из нижележащих слоёв белого карлика. Вскоре после вспышки начинается новый цикл и накопления водородного слоя, и через некоторое время вспышка повторяется. Интервал между вспышками составляет от десятков лет у повторных новых до тысяч лет у классических новых звёзд.
Новые звезды используют как индикаторы расстояния. Определение расстояний галактик и скоплений галактик при помощи новых дают такую же точность, как и при использовании цефеид.

Сверхновые звезды

Сверхно́вые звёзды – это звёзды, блеск которых при вспышке увеличивается на десятки звёздных величин в течение нескольких суток. В максимуме блеска сверхновая сравнима по яркости со всей галактикой, в которой она вспыхнула, и даже может превосходить её. Термином «сверхновые» были названы звёзды, которые вспыхивали гораздо сильнее так называемых «новых звёзд». На самом деле ни те, ни другие физически новыми не являются: вспыхивают уже существующие звёзды. Но в нескольких исторических случаях вспыхивали те звёзды, которые ранее были на небе практически или полностью не видны, это явление и создавало эффект появления новой звезды.

Другие разновидности звезд

Гиперновая – это очень большая сверхновая. Яркие голубые переменные - очень яркие голубые пульсирующие гипергиганты. Ультраяркие рентгеновские источники – небесное тело с сильным излучением в рентгеновском диапазоне. Нейтронные звезды - астрономический объект, являющийся одним из конечных продуктов эволюции звёзд, состоящий из нейтронной сердцевины и сравнительно тонкой (∼1 км) коры вырожденного вещества, содержащей тяжёлые атомные ядра. Масса нейтронной звезды практически такая же, как и у Солнца, но радиус составляет около 10 км. Поэтому средняя плотность вещества такой звезды в несколько раз превышает плотность атомного ядра. Считается, что нейтронные звезды рождаются во время вспышек сверхновых.

Звездные системы

Звёздные системы могут быть одиночными и кратными: двойными, тройными и тд. В случае, если в систему входит более десяти звёзд, то принято её называть звёздным скоплением . Двойные (кратные) звёзды очень распространены. По некоторым оценкам, более 70 % звёзд в галактике кратные.

Двойные звезды

, или двойная система - две гравитационно-связанные звезды, обращающиеся по замкнутым орбитам вокруг общего центра масс. C помощью двойных звёзд существует возможность узнать массы звёзд и построить различные зависимости. Все кандидаты в черные дыры находятся в двойных системах.

Звездные скопления

Звёздное скопление - группа звёзд, имеющих общее происхождение, положение в пространстве и направление движения. Члены таких групп связаны между собой взаимным тяготением. Большинство из известных скоплений находится в нашей Галактике.

Шаровые скопления

Шаровое скопление - скопление звёзд, имеющее сферическую или слегка сплюснутую форму. Их диаметр колеблется от 20 до 100 парсек. Это одни из старейших объектов во Вселенной. Типичный возраст шаровых скоплений - более 10 млрд. лет. Шаровые скопления отличаются высокой концентрацией звезд. В Млечном Пути насчитывают более 150 шаровых скоплений, большинство из которых концентрируются к центру галактики.

Рассеянные скопления

Рассеянное скопление - второй класс звёздных скоплений. Это звёздная система, компоненты которой располагаются на достаточно большом расстоянии друг от друга. Этим она отличается от шаровых скоплений, где концентрация звёзд сравнительно велика. По этой причине рассеянные скопления очень трудно обнаруживать и изучать. Если звёзды, находящиеся от наблюдателя на одинаковом расстоянии, движутся в одном и том же направлении, есть основания предполагать, что они входят в рассеянное скопление.
Наиболее известные представители этого класса скоплений - Плеяды и Гиады , находящиеся в созвездии Тельца .

Звездные ассоциации

Звёздные ассоциации - разреженное скопление молодых звёзд высокой светимости, отличающееся от других типов скоплений своим размером. Ассоциации, также как и рассеянные скопления, неустойчивы. Они медленно расширяются и их компоненты отдаляются друг от друга.

Галактики

Галактика - это крупное скопление звёзд, межзвездного газа и пыли, тёмной материи (форма материи, которая не испускает электромагнитного излучения и не взаимодействует с ним. Это свойство данной формы вещества делает невозможным её прямое наблюдение. Однако возможно обнаружить присутствие тёмной материи по создаваемым ею гравитационным эффектам).

Как рождаются звезды?

Сначала это холодное разреженное облако межзвёздного газа, сжимающееся под действием собственного тяготения. При этом энергия гравитации переходит в тепло. Когда температура в ядре достигает нескольких миллионов Кельвинов, начинаются реакции нуклеосинтеза (процесс образования ядер химических элементов тяжелее водорода), и сжатие прекращается. В таком состоянии звезда пребывает большую часть своей жизни, находясь на главной последовательности диаграммы Герцшпрунга - Рассела, пока не закончатся запасы топлива в её ядре. Когда в центре звезды весь водород превратится в гелий, термоядерное горение водорода продолжается на периферии гелиевого ядра.
В этот период структура звезды начинает заметно меняться. Её светимость растёт, внешние слои расширяются, а внутренние, наоборот, сжимаются. И до поры до времени яркость звезды тоже понижается. Температура поверхности снижается - звезда становится красным гигантом. В таком состоянии звезда проводит значительно меньше времени, чем на главной последовательности. Когда масса её изотермического гелиевого ядра становится значительной, оно не выдерживает собственного веса и начинает сжиматься; возрастающая при этом температура стимулирует термоядерное превращение гелия в более тяжёлые элементы.
Наиболее массивные звёзды живут сравнительно недолго - несколько миллионов лет. Факт существования таких звёзд означает, что процессы звёздообразования не завершились миллиарды лет назад, а имеют место и в настоящую эпоху.
Звёзды, масса которых многократно превышает массу Солнца, большую часть жизни обладают огромными размерами, высокой светимостью и температурой. Из-за высокой температуры они имеют голубоватый цвет, и поэтому их называют голубыми сверхгигантами. Больше всего голубых сверхгигантов наблюдается в области Млечного Пути, т. е. вблизи плоскости Галактики, там, где концентрация газопылевого межзвёздного вещества особенно высока.
вблизи плоскости Галактики молодые звёзды распределены неравномерно. Они почти никогда не встречаются поодиночке. Чаще всего эти звёзды образуют рассеянные скопления и более разреженные звёздные группировки больших размеров, названные звёздными ассоциациями, которые насчитывают десятки, а иногда и сотни голубых сверхгигантов. Самые молодые из звёздных скоплений и ассоциаций имеют возраст менее 10 млн лет. Почти во всех случаях эти молодые образования наблюдаются в областях повышенной плотности межзвёздного газа. Это указывает на то, что процесс звёздообразования связан с межзвёздным газом.
Примером области звёздообразования является гигантский газовый комплекс в созвездии Ориона. Он занимает на небе практически всю площадь этого созвездия и включает в себя большую массу нейтрального и молекулярного газа, пыли и целый ряд светлых газовых туманностей. Образование звёзд в нем продолжается и в настоящее время.

Планеты

Планета (в переводе с древнегреческого «странник») - это небесное тело, вращающееся по орбите вокруг звезды или её остатков, достаточно массивное, чтобы стать округлым под действием собственной гравитации, но недостаточно массивное для начала термоядерной реакции, и сумевшее очистить окрестности своей орбиты от планетезималей (небесное тело на орбите вокруг протозвезды, образующееся в результате постепенного приращения более мелких тел, состоящих из частиц пыли протопланетного диска. Непрерывно притягивая к себе новый материал и накапливая массу, планетезимали формируют более крупное тело, пока под действием силы тяжести отдельные слагающие его фрагменты начинают уплотняться). О планетах нашей Солнечной системы на нашем сайте достаточно статей в разделе «О планетах Солнечной системы»: http://сайт/index.php/earth/glubini-vselennoy/15-o-planetah.

Но и вне Солнечной системы существуют планеты, их называют экзопланетами. Экзоплане́та, или внесолнечная планета - планета, обращающаяся вокруг звезды за пределами Солнечной системы. Планеты чрезвычайно малы и тусклы по сравнению со звёздами, а сами звёзды находятся далеко от Солнца (ближайшая - на расстоянии 4,22 световых года). Поэтому долгое время задача обнаружения планет возле других звёзд была неразрешимой, первые экзопланеты были обнаружены в конце 1980-х годов. Сейчас такие планеты стали открывать благодаря усовершенствованным научным методам. В настоящее время достоверно подтверждено существование 843 экзопланет в 665 планетных системах, из которых в 126 имеется более одной планеты. Общее количество экзопланет в галактике Млечный Путь по новым данным от 100 миллиардов, из которых ~ от 5 до 20 миллиардов возможно являются «землеподобными». Около 34 процентов солнцеподобных звёзд имеют в обитаемой зоне планеты, сравнимые с Землёй.
Планемо - это небесное тело, чья масса позволяет ему попадать в диапазон определения планеты, то есть его масса больше, чем у малых тел, но недостаточна для начала термоядерной реакции по образу и подобию коричневого карлика или звезды.

Итак , все планеты вращаются вокруг звёзд. В Солнечной системе все планеты обращаются по своим орбитам в том направлении, в каком вращается Солнце (против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Солнца).
Помимо того, что планеты обращаются по своей орбите вокруг звезды, они ещё и вращаются вокруг своей оси. Период вращения планеты вокруг оси известен как сутки. Большинство планет Солнечной системы вращаются вокруг своей оси в том же направлении, в каком обращаются вокруг Солнца, против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Солнца, кроме Венеры, которая вращается по часовой стрелке, и Урана, экстремальный осевой наклон которого порождает споры, какой полюс считать южным и какой северным, и вращается ли он против часовой или по часовой стрелке. Однако, какого бы мнения ни придерживались стороны, вращение Урана ретроградное относительно его орбиты.
Один из критериев, который позволяет определить небесное тело как классическую планету, - чистые от иных объектов орбитальные окрестности. Планета, которая очистила свои окрестности, накопила достаточную массу, чтобы собрать или, наоборот, разогнать все планетезимали на своей орбите. То есть, планета обращается по орбите вокруг своего светила в изоляции (если не считать её спутников и троянцев), в противоположность тому, чтобы делить свою орбиту с множеством объектов подобных размеров. Этот критерий статуса планеты был предложен МАС в августе 2006 года. Этот критерий лишает такие тела Солнечной системы, как Плутон, Эрида и Церера статуса классической планеты, относя их к карликовым планетам. Несмотря на то, что этот критерий относится пока только к планетам Солнечной системы, некоторое количество молодых звёздных систем, находящихся на стадии протопланетарного диска, имеют признаки «чистых орбит» у протопланет.

Первой открытой экзопланетой стала планета у звезды 51Peg в созвездии Пегаса. Фактически планета у звезды 51Peg была обнаружена в 1994 году, но официально объявили об этом лишь осенью следующего года. Сообщения об открытии планет появлялись и раньше, в течение почти всей второй половины ХХ века, но неизменно опровергались. Справедливости ради начать следует с классической (и самой долгой) истории поиска гипотетических планет у звезды Барнарда ("летящей"), открытой в 1916 году.

Звезда Барнарда – четвертая из ближайших к Солнцу звезд. В астрофизике звезды классифицируют по типам, в зависимости, главным образом, от их температуры. Солнце – звезда класса G2, с температурой излучения около 6000 К. Звезда Барнарда – сравнительно холодный и маломассивный красный карлик позднего класса M5V. Э. Барнард был охотником за кометами, причем не бескорыстным: правительство США тогда платило премии за находки комет. Свою звезду в 1916 году он открыл случайно, благодаря главной ее особенности – большому видимому движению по небу, около 10 угловых секунд в год. Позже другой исследователь из США, П. Ван де Камп, заинтересовался звездой Барнарда и не прекращал ее исследования более полувека. Движение звезды он начал изучать в 1938 году, используя астрометрический метод (точное определение координат объекта и его положения относительно других звезд), и, накапливая наблюдательный материал, настойчиво продолжал эту работу до 1980-х годов. Ван де Камп использовал фотопластинки своих наблюдений на 61-сантиметровом телескопе американской обсерватории Спроул, основную часть которых он провел в 1950-1978 годах. По результатам астрометрического анализа 2400 снимков Ван де Камп нашел, что след звезды Барнарда на фотопластинке образует слабо волнистую линию с размахом колебаний до 0,0005 мм, что соответствует периодическому смещению звезды на 0,04 угловой секунды. Такие колебания могли бы возникать под действием обращающейся вокруг звезды массивной планеты, так как в действительности оба тела обращаются вокруг общего центра масс, который, конечно, отстоит от центра звезды гораздо ближе, чем от центра планеты (во столько же раз ближе, во сколько масса звезды больше массы планеты). В таком же равновесии находятся, скажем, бабушка и внучка, качающиеся на противоположных концах доски. Чтобы никто из них не перевешивал, опора доски (барицентр) должна быть значительно ближе к массивной бабушке, чем к легкой внучке. Звезда и планета не качаются, а обращаются вокруг барицентра, но его положение определяется тем же условием. Чем массивнее планета и чем меньше масса звезды, тем заметнее должны быть периодические колебания в движении последней. Так как звезда Барнарда быстро движется, отдельные точки ее последовательных положений складываются в слегка волнистый след, считал Ван де Камп (см. "Наука и жизнь" № 9, 1973 г.).

Из данных Ван де Кампа следовало, что возмущения в движении звезды вызывает планета с массой Юпитера (или больше) и примерно с его же орбитой. В дальнейшем де Камп говорил уже о двух планетах, с периодами 12 и 26 лет. Популярность исследований де Кампа росла, чему способствовало и то, что он умел хорошо владеть аудиторией. Однако некоторые скептики относились к его данным недоверчиво.

Н. Вегман, один из близких коллег де Кампа, провел независимые измерения, колебаний в положении звезды Барнарда не обнаружил, но публиковать свои результаты не стал. В 1971 году Д. Гейтвуду, который тогда был аспирантом Аллеганской обсерватории (США), предложили исследовать движения звезды Барнарда в качестве диссертационной темы. Компьютеры тогда только входили в астрономическую практику, но Гейтвуду удалось разработать новый астрометрический прибор – многоканальный компьютеризированный фотометр, который в значительной мере исключал возможные ошибки измерений. Для надежности измерения проводились независимо в двух обсерваториях. Когда накопилось достаточное количество снимков, запустили программу их обработки. Вокруг громоздкого грохочущего принтера собрались все участники работы. "Это был странный случай, все произошло так быстро, за минуты, – рассказывал Гейтвуд. – Мы смотрели на выползавшую из принтера распечатку, причем не знали, какая из звезд – Барнарда. И вот появилась звезда с возмущениями около 30 тысячных секунды дуги. Я оживился. Бог мой, вот она! Мы нашли! Фантастика! Мы столпились, разглядывая, обсуждая, и тогда… тогда я увидел номер звезды. Это была не звезда Барнарда! Это была двойная звезда с возмущающим компаньоном". Далее появился совершенно ровный, без какой-либо волнистости, след звезды Барнарда.

Де Камп до конца своих дней настаивал на существовании планет у звезды Барнарда. Он умер в 1995 году, в год, странно совпавший с открытием первой подлинной экзопланеты у звезды 51Peg.

Наряду с астрометрией исследователи рассматривали и другие возможные методы поиска планет. В обзорах 80-х годов ХХ столетия приводились вполне обоснованные оценки возможностей методов лучевых скоростей (о нем ниже) и наблюдений внесолнечных планетных тел в оптическом и в инфракрасном диапазонах.

Метод прямой фотометрической регистрации экзопланет по отраженному ими свету в 1970 – 1990-х годах обсуждали многие исследователи. Автор в одной из своих работ 1986 года рассматривал выполнимость такой регистрации планет, исходя из самых-самых предельных технических возможностей. Принималось, что планетная система подобна Солнечной, наблюдаемой с расстояния 5 пк. Отношение света, отраженного планетой, к свету Солнца очень мало и составляет для Венеры и Юпитера одну миллиардную, а для Земли еще в четыре раза меньше. Идеальная оптическая система космического телескопа диаметром 2,6 метра с идеальным приемником могла бы создать фототок в 10-20 фотоэлектронов в секунду от света Юпитера. В принципе такой ток можно измерить, но шум регистрации фототока от самой звезды превышает эти значения в 10 тысяч раз, поэтому система должна быть очень сложной. Расчеты показывали, что задача требует длительности экспозиции не менее 10 часов.

Технические сложности метода прямой регистрации были причиной скептического к нему отношения. Теоретически большими преимуществами обладает радиометрический метод, который отличается от фотометрического только диапазоном длин волн. Фокус здесь заключается в использовании особенностей планковской кривой излучения абсолютно черного тела. Регистрируется не отраженный свет, а собственное инфракрасное излучение планеты в диапазоне 25-50 мкм. Длина волны выбирается правее максимума планковской кривой для планеты, где выигрыш получается наибольшим. К тому же, в отличие от оптической фотометрии, тепловое излучение исходит от всей поверхности планеты, а не только от освещенной стороны. С учетом свойств уравнения Планка отношение интенсивности инфракрасного излучения Юпитера и Солнца получается в 150 тысяч раз больше отношения их яркостей в оптическом диапазоне. Но реальный выигрыш, по техническим причинам, не превышает 100 раз.

Эффективность метода прямой регистрации (в оптическом диапазоне) все-таки была доказана наблюдениями планеты у так называемого коричневого карлика 2M1207. Это особый случай, о котором рассказывается ниже.

Распределение интенсивности излучения в спектре абсолютно черного тела. Если в видимой области отношение яркости звезды и планеты достигает десятков миллиардов, то в области Рэлея -Джинса - всего около ста.

Белый объект справа - это «коричневый» (инфракрасный) карлик 2М1207. По-видимому, у этой карликовой звезды есть планета (слева на снимке). Масса планеты - примерно пять масс Юпитера; она находится на расстоянии 55 а.е. - в 10 раз дальше от звезды, чем Юпитер от Солнца. (Снимок получен в Южно-Европейской обсерватории Паранал (Чили) с помощью так называемой адаптивной оптики 8-метрового телескопа.)

В «астрономических календарях» часто можно видеть фразы наподобие "Солнце перейдет в созвездие Тельца ", "Меркурий в верхнем соединении с Солнцем ", и т.п. Казалось бы, в них нет никакого практического смысла, ведь рядом с Солнцем на небе ничего не разглядеть.

На этой фотографии вы легко узнаете Плеяды - рассеянное звездное скопление в форме маленького ковшика, обычно украшающее зимнее ночное небо. Но что это за лучи расходящиеся снизу? Засветка от уличного фонаря? Нет, эти лучи - часть солнечной короны, а само Солнце находится совсем рядом, за нижним краем снимка.

Чтобы увидеть звезды рядом с Солнцем, надо создать искусственное затмение. Нет, не надо загораживать Солнце монеткой. Такое затмение уже создано и продолжается уже почти 20 лет. Происходит оно на борту космической обсерватории SOHO . Обсерватория является совместным проектом NASA и ESA, и была запущена ракетой Atlas II-AS с мыса Канаверал 2 декабря 1995 года.