Гайд по астрономии. Путешествие к границам безграничного космоса

Спектральный класс	Масса (солнечная масса, mSun)	Светимость (солнечная светимость, LSun)	Время жизни, лет	Относительная распространенность, %
O	> 16 m Sun	> 30,000 L Sun	< 5 млн	0,00003
B	16–2,1 m Sun	30 000–25 L	5–840 млн	0,13
		Sun
A	2,1–1,4 m Sun	25–5 L	0,84–2,8 млрд	0,6
		Sun
F	1,4–1,0 m Sun	5–1,5 L	2,8–6,9 млрд	3,0
		Sun
G	1,0–0,8 m Sun	1,5–0,6 L	6,9–13 млрд лет	7,6 %
		Sun
K	0,8–0,5 m Sun	0,6–0,1 L	13–56 млрд лет	12,1 %
		Sun
M	0,5–0,1 m Sun	< 0,1 L	> 56 млрд лет	76,5 %
		Sun

(Массы, светимости и относительные величины даются согласно значениям, приведенным по адресу: en.wikipedia.org/ wiki/Stellar_classification. Время жизни в миллионах и миллиардах лет рассчитывается исходя из формулы: τ = 10¹⁰ (m / M_Sun) / (L / L_Sun); результат выражается в годах. В радиусе 100 световых лет от Солнца находятся четыре звезды класса В. Ближайшая звезда класса О — ζ Змееносца — находится примерно в 400 световых годах от нас, далеко за пределами рассматриваемых здесь окрестностей Солнца.)

Что же тогда станет с окрестностями Солнца? Еще через миллиард лет или около того исчезнет Сириус. Через 5 млрд лет погибнет Солнце. Между тем каждая красная тусклая звезда класса М, когда бы она ни возникла, — даже если это произошло примерно 12 млрд лет назад, при рождении Млечного Пути, — продолжит свое существование и будет отличительным признаком наших небольших галактических владений. Звездообразующие газопылевые облака могут появляться и исчезать, но преобладать будут крошечные карлики спектрального класса М.

Экзопланеты, ваш выход!

Новости о планетах, найденных за пределами Солнечной системы, становятся все более удивительными. Недавно «Энциклопедия внесолнечных планет» перечислила более 4500 подтвержденных экзопланет в более чем 3200 систем. К тому времени, когда вы прочтете этот раздел, список может ощутимо пополниться. Все эти научные открытия происходят с 1992 года, когда за пределами Солнца удалось обнаружить первую планету, и, представьте себе, она вращалась вокруг нейтронной звезды. До этого были десятилетия ложных тревог и несбывшихся надежд. Я прекрасно помню, как преподавал астрономию в 1980-х годах и с энтузиазмом объявил об открытии первой экзопланеты только для того, чтобы опровергнуть эту новость на следующем уроке. Познакомьтесь с историей открытия экзопланет, и вы, возможно, проникнетесь волнением и восторгом, связанными с этой стремительно развивающейся областью астрономии.

До 2010 года подавляющее большинство открытий совершалось благодаря пристальному наблюдению за спектрами звезд-хозяек. Астрономы получали спектры с высоким разрешением, измеряли мельчайшие доплеровские смещения в длинах волн спектральных линий звезд и начали обнаруживать случаи периодического неравномерного движения звезд. Доплеровские смещения составляли менее 1/10 миллиона от номинальных длин волн, но этого хватало, чтобы сделать вывод о колебаниях звезды в несколько метров в секунду (скорость ходьбы). Подобные вращения звезд вокруг неподвижного центра указывали на гравитационное присутствие одной или нескольких ближайших планет. Преимущество такого метода для поиска экзопланет заключается в том, что астрономы могут определить как период обращения планеты, так и ее орбитальную скорость (с учетом наклона орбиты), что позволяет впоследствии вычислить гравитационную массу любой планеты, а также расстояние до планеты от ее звезды-хозяйки.

С 2010 года большинство открытий, связанных с планетами, было сделано с помощью космического телескопа «Кеплер». Этот солнечный орбитальный аппарат, запущенный в марте 2009 года, обнаружил множество планет, и некоторые из них размером не превышали Землю. «Кеплер» был специально настроен на то, чтобы непрерывно снимать один участок неба, охвативший созвездия Лебедя и Лиры. В этой области находится примерно 150 000 звезд, и телескоп мог отслеживать их свет с невероятной точностью. «Кеплер» не только наблюдал за естественными переменами блеска звезды, но и фиксировал любые временные спады в световом потоке, которые могли быть вызваны планетой, проходящей по звездному диску. При помощи этих световых профилей астрономы смогли определить как периоды обращения, так и размеры транзитных экзопланет. Однако для того чтобы высчитать их массы, необходимы и спектроскопические наблюдения, которые покажут, с какой скоростью планеты обращаются вокруг своих звезд-хозяек. Результаты, полученные благодаря «Кеплеру» и другим специализированным наземным телескопам, произвели революцию в том, что мы знаем о внесолнечных планетах.