Вулкан — гипотетическая малая планета, орбита которой предполагалась расположенной между Меркурием и Солнцем.
Авторы нового исследования просматривали список экзопланет, которые НАСА отбирает для более тщательного изучения.
Читайте «Хайтек» в
Международная группа ученых изучила объект, который вращается вокруг звезды 40 Эридана А. Ранее его идентифицировали как экзопланету и назвали 40 Эри b. Как оказалось, это было ошибкой.
Примечательно, что именно в честь гипотетической планеты, которая вращается вокруг 40 Эридана А, назвали планету Вулкан из телешоу «Звездный путь» (англ. Star Trek, «Стартрек»). Именно оттуда родом персонаж-инопланетянин по имени Спок.
Когда сериал появился в эфире, о существовании планеты около звезды 40 Эридана А не было известно на 100%, у ученых были только предположения. Однако это все равно вдохновило авторов «Звездного пути». В 2018 году астрономы обнаружили у звезды 40 Эридана А признаки присутствия экзопланеты. К сожалению поклонников «Звездного пути», ее назвали 40 Эри b, а не Вулкан. Теперь выяснилось, что такой экзопланеты вообще не существует — открытие было ошибочным.
Авторы нового исследования просматривали список экзопланет, которые НАСА отбирает для более тщательного изучения. Присмотревшись к 40 Эри b, они обнаружили нестыковки.
Ранее ученые считали, что наблюдают гравитационное притяжение звезды, которое указывает на существование экзопланеты. Однако отслеживая характеристики светового спектра 40 Эридана А, авторы нового исследования обнаружили, что наблюдаемое притяжение на самом деле было связано с активностью на поверхности звезды, а не с существованием 40 Эри b.
Назван витамин, который защищает мозг от слабоумия
Посмотрите, как менялась Земля за 100 млн лет на самой подробной карте
Выяснилось, какие мужчины наиболее плодовиты: их сперма на 50% лучше, чем у остальных
В 90 световых годах от Земли найдена экзопланета размером с Землю, на которой теоретически могла существовать жизнь.
Исследователи открыли новую экзопланету земного типа LP 791-18 d, вращающуюся вокруг небольшого красного карлика и покрытую множеством действующих вулканов. Система расположена в 90 световых годах от Земли — очень близко по астрономическим меркам. Активность на поверхности создает условия для формирования атмосферы и развития органической жизни.
Новую планету в системе красного карлика LP 791-18 обнаружили с помощью спутника TESS. Приборы космического телескопа зафиксировали изменение яркости свечения звезды. С помощью наземных телескопов ученым удалось подтвердить, что это событие связано с транзитом — прохождением ранее неизвестной планеты по диску звезды. Масса и радиус новой планеты практически идентичны земным. Это уже третья планета, найденная в этой системе: астрономы ранее открыли два других далеких мира LP 791-18 b и LP 791-18 c.
Во время каждого оборота вокруг звезды планеты LP 791-18 c и LP 791-18 d проходят очень близко друг к другу. При этом масса первой из них (в 7 раз больше земной) создает гравитационное притяжение, которое делает орбиту планеты LP 791-18 d не идеально круглой, а эллиптической. Эти деформации орбиты создают трение, которое нагревает внутреннюю часть планеты, вызывая вулканическую активность на поверхности.
Новая экзопланета находится в приливном захвате: она всегда обращена к своей звезде только одной стороной. Подобное взаимодействие наблюдается, например, в системе Земли и Луны: наш спутник также всегда обращен к планете одной стороной, а период обращения вокруг своей оси у него равен времени, необходимому для совершения одного оборота вокруг Земли.
Из-за приливного захвата температура на дневной стороне LP 791-18 d должна быть слишком высокой для поддержания жизни. Но исследователи полагают, что вулканическая активность приводит к формированию устойчивой атмосферы и выбросу в воздух водяного пара, который может конденсировать на обратной (темной) стороне планеты.
Вулканическая активность делает открытие особенно примечательным для астрономов, потому что вулканизм способствует взаимодействию между внутренней и внешней частями планеты. « В дополнение к созданию атмосферы, эти процессы могут взбалтывать материалы, которые в противном случае остались бы внутри коры, в том числе те, которые, по нашему мнению, важны для жизни, такие как углерод», — отмечают авторы исследования.
Наблюдения за новой планеты помогут понять, как вулканизм влияет на эволюцию планет, возникновение парникового эффекта и создания условий для жизни.
НАСА заметило необычные волны на Земле из космоса: что это значит для планеты
Последнее извержение вулкана Йеллоустоун отличалось от остальных
Ученые подсчитали, сколько всего тираннозавров бродило по Земле
На обложке: художественная иллюстрация вулканической экзопланеты. Изображение: NASA’s Goddard Space Flight Center/Chris Smith/KRBwyle
Поиск гипотетической планеты Вулкан в XIX веке занимал умы ученых того времени, но в наше время о ней почти забыли. « Хайтек» разобрался, почему ученые решили, что этот космический объект существует и что о нем известно.
На протяжении тысячелетий люди наблюдали невооруженным глазом Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн. Но когда научный и технический прогресс привел к открытию Урана и Нептуна в XIX веке, а Ньютон сформулировал свой закон притяжения, ученые задумались: а вдруг вокруг Солнца скрывается как минимум еще одна планета. Речь идет о Вулкане, который якобы вращается где-то между Меркурием и Солнцем.
До открытия Исааком Ньютоном законов тяготения астрономы находили космические объекты, используя зрение и прибегая к помощи телескопа. Но его работа позволила рассматривать отношения между небесными телами Солнечной ситемы в виде математических выражений. Это позволило астрономам делать прогнозы о планетах, кометах и других объектах, используя четко определенные формулы.
Например, если орбита планеты и луны соответствуют законам Ньютона, но не прямым наблюдениям, то ученые могут предположить, что какой-то неизвестный объект оказывает на систему дополнительную гравитацию. Например, именно это позволило астрономам сделать вывод о существовании Нептуна.
Используя математические вычисления о влиянии гравитации неизвестного объекта на орбиту Урана, французский математик Урбен Леверье предсказал существование восьмой планеты Солнечной системы Это произошло в 1846 году, а спустя 143 года зонд «Вояджер-2» наблюдал Нептун воочию.
В 1859 году, Леверье использовал те же математические вычисления и попытался объяснить возмущение орбиты Меркурия. Он предположил, что крошечная планета Вулкан может вращаться достаточно близко к Солнцу, чтобы быть скрытой от глаз солнечным светом, но достаточно большой, чтобы нарушить орбиту Меркурия.
«Если верить теории гравитации Исаака Ньютона, то обнаружение легкого колебания в середине орбиты Меркурия, которое нельзя объяснить притяжением Венеры или Земли, имеет только одну интерпретацию. Там может быть неоткрытая планета или группа астероидов, которую невозможно наблюдать с Земли из-за близости к Солнцу», — поделился в интервью National Geographic Том Левенсон, профессор научной журналистики в Массачусетском технологическом институте.
Эта новая теория колебания орбиты Меркурия положила начало периоду «вулканомании» во второй половине XIX века. Астрономы-любители и профессиональные ученые «отправились» на поиски предполагаемой планеты, а некоторые даже утверждали, что видели ее своими глазами.
Первое из этих «наблюдений» было сделано французским астрономом-любителем Эдмоном Модестом Лескарбо в 1859 году. Работая в импровизированной обсерватории, оборудованной в сарае на заднем дворе, он навел телескоп на Солнце и увидел нечто похожее на крошечную круглую планету. Позже он поделился своими наблюдениями с Леверье, и его репутация сыграла свою роль — все убедились в существовании Вулкана. Кроме того, учитывая ту эпоху, у ученых было мало причин, чтобы сомневаться в открытии. Дело в том, что оно идеально вписывается в господствующее представление о Вселенной, основанное на законах тяготения Ньютона.
Что мы знаем о несуществующей планете?
Считается, что масса Вулкана должна соответствовать массе Меркурия, чтобы оказывать гравитационное воздействие на «соседа». Однако Леверье считал, что этого недостаточно, и склонялся к тому, что без группы астероидов не обойтись.
Тем не менее, наблюдения Лескарбо и записи, которые он вел о них, предоставили математику важные данные, чтобы он мог попытаться определить орбиту Вулкана, расстояние от Солнца и другие характеристики. По этим данным Леверье рассчитал примерно круговую орбиту планеты. Он оценил расстояние Вулкана от звезды примерно в 21 млн км. Как известно, у Меркурия самая эксцентричная орбита среди всех планет Солнечной системы, но при максимальном сближении с Солнцем в перигелии она составляет около 45,8 млн км.
https://youtube.com/watch?v=NXlg3nTqSnk%3Ffeature%3Doembed
Леверье рассчитал период обращения: у ученого вышло около 19 дней и 18 часов с наклонением орбиты около 12 градусов и 10 минут относительно эклиптики. До своей смерти в 1877 году математик предпринял несколько попыток предсказать транзит Вулкана через Солнце перед своей смертью, но это ни к чему не привело.
Кроме расчетов Леверье, мало что еще можно было сказать с уверенностью о планете, которой, в конце концов, не существовало на самом деле. Если бы она существовала, то была бы в разы горячее, чем Меркурий, поскольку находилась более чем в два раза ближе к Солнцу. Возможно, поэтому некоторые наблюдатели, которые утверждали, что видели Вулкан, говорили, что он имел красноватый оттенок.
Кто похоронил поиски Вулкана?
Хотя законы Ньютона помогают предсказывать гравитационные эффекты, они не являются истиной в последней инстанции. Так, когда Альберт Эйнштейн начал разрабатывать свою общую теорию относительности, неуловимая планета Вулкан была очень важна для него.
Дело в том, что Меркурий был «полигоном» для разработки его общей теории относительности. Если бы она могла объяснить колебание орбиты Меркурия, не «полагаясь» на существование Вулкана, то она не только бы разрешила великую загадку в астрономии и физике. О ТО полностью заменила Ньютона и его законы движения и тяготения в описании Вселенной.
Ключевым открытием общей теории относительности Эйнштейна было представление о гравитации как о чем-то большем, чем просто о силе между двумя телами, как считал Ньютон. Для Эйнштейна это было последствием «погружения» массы в «ткань» того, что он назвал пространством-временем.
Согласно основам общей теории относительности, пространство и время не статичны, а динамичны и могут изменяться. То, как это происходит, зависит от присутствия и движения материи и энергии. Огромная масса, подобная Солнцу, создает кривые в пространстве-времени. Это нормально, что звезда будет влиять на движение объектов. Например, на орбиту Меркурия.
Без искривленного пространства-времени нужна какая-то другая масса, например, планеты Вулкан, которая заставит ее колебаться. Но, согласно ОТО, Меркурий ведет себя именно так, как предсказывал Эйнштейн. В итоге за 100 с лишним лет после публикации общей теории относительности планета Вулкан так и осталась гипотетической, и ее перестали искать.
Стандартная модель физики уже не актуальна? Главное о новой работе ученых на коллайдере
Ученые «воскресили» древний фермент, чтобы прокормить 9 млрд человек к 2050 году
Найдены следы сильнейшего землетрясения в истории человечества
В середине XIX века были проведены точные наблюдения движения Меркурия, и оказалось, что смещение перигелия этой планеты невозможно объяснить при помощи классической небесной механики. Французский астроном и математик Урбен Леверье предположил, что это результат влияния неизвестной планеты, расположенной между Меркурием и Солнцем. По предложению физика Жака Бабинэ гипотетической планете дали имя «Вулкан».
По правилу Тициуса — Боде (при ) Вулкан вполне возможен, и радиус его орбиты равен 0,1 а.е. Хотя, как показывает пример Фаэтона / пояса астероидов, на этой орбите вполне могут оказаться всего лишь обломки («вулканоиды»).
В 1859 году Леверье получил письмо от астронома-любителя Лескарбо, который сообщал, что 25 марта наблюдал круглое темное пятно, похожее на планету, движущееся по диску Солнца. Леверье сразу же поехал к Лескарбо, чтобы лично расспросить его об обнаруженном небесном теле. В дополнение к данным Лескарбо, Леверье отобрал результаты ещё пяти других наблюдений, которые, по его мнению, не могли быть причислены к случаям прохождения Меркурия или Венеры по диску Солнца. На основании этих шести случаев наблюдений он рассчитал в 1859 году орбиту планеты-невидимки, которую и назвал Вулканом.
В 1877 году Леверье умер, так и не дождавшись открытия Вулкана, в существование которого верил до конца жизни. Далее во время затмения 29 июля 1878 года планету-призрак наблюдало сразу несколько астрономов. Профессор астрономии Мичиганского университета Джеймс Уотсон заявил, что наблюдал целых две планеты внутри орбиты Меркурия. Другой астроном, Льюис Свифт, открывший комету, названную его именем, тоже заявил, что видел светящийся объект, похожий на планету. Однако оказалось, что вычисленные по этим наблюдениям орбиты не совпадали ни друг с другом, ни с орбитой, вычисленной некогда Леверье. Естественно, что такие результаты наблюдений не могли быть серьезно восприняты в научном сообществе.
Несмотря на многолетние поиски, обнаружить эту планету так и не удалось. Были опубликованы несколько сообщений о наблюдениях Вулкана, но эти наблюдения, как правило, не согласовывались ни друг с другом, ни с расчётами Леверье, а другим астрономам не удавалось их подтвердить. В начале XX века поведение Меркурия было полностью объяснено общей теорией относительности Эйнштейна без введения дополнительных небесных тел.