Исследовательская работа на тему: «Возможность переселения на экзопланету»
Областной конкурс «Космонавтика»
Исследовательская работа на тему:
«Возможность переселения на экзопланету»
Выполнил обучающийся МБУ ДО СЮТ
объединения «Ракетомоделирование»
Козлов Дмитрий
Руководитель:Иванова Наталия Валериевна
педагог дополнительного образования
Гуково
2023
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 2
Самые последние данные об экзопланетах 3
Удивительные открытия «Кеплера» 5
Перспектива переселения на экзопланету 8
Вывод 9
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 10
Введение
Когда я просматривал различные темы для своей исследовательской работы, меня заинтересовало слово «экзопланета». Я выяснил, что экзопланета или внесолнечная планета – это планета, находящаяся вне Солнечной системы. У меня возникло очень много вопросов, ведь я об этих планетах ничего не знал. И я решил, что этот вопрос будет для меня интересен и его изучение станет темой моего доклада.
Почему люди ищут и исследуют экзопланеты, в общем-то, вполне понятно. Человечество с незапамятных времен привлекал космос, и, как только человек смог начать изучение каких-либо новых космических объектов, он без промедления начал проводить исследования. Так было со звездами, с Вселенной целиком, так же вышло и с планетами.
Актуальность изучения экзопланет:
Экзопланеты находят и изучают с целью понять Солнечную систему, понять жизнь. Жизнь на Земле — это поистине невероятное явление. На данный момент мы не имеем доказательств наличия жизни на других планетах нашей системы. Может быть, все изменится, может быть, мы найдем что-нибудь на других, более далеких планетах. Перенаселённость планеты Земля приводит к истощению её недр и полезных ископаемых. Быть может, существуют такие планеты, которые богаты этими запасами. Быть может, существуют такие планеты, где возможна жизнь. Изучение экзопланет – это будущее человечества.
Цель работы:
на основе собранной информации о наиболее известных экзопланетах произвести расчет: сколько времени нужно затратить при сегодняшних возможностях космической техники на полет к ближайшей экзопланете.
Задачи:
Подобрать и изучить учебную, научно - популярную литературу и Интернет - источники по заданной теме.
Познакомиться с наиболее интересными и необычными экзопланетами.
Представить расчеты времени полета до ближайшей экзопланеты.
Самые последние данные об экзопланетах
Первый вопрос, который меня волновал: «сколько их?» Еще недавно ответ на этот очень важный вопрос лежал в области догадок. Более двадцати лет назад нам была известна только одна планетная система в Галактике — наша собственная. Что касается планетных систем других звезд, то мы могли лишь с разной степенью уверенности предполагать их существование. Лишь некоторые разрозненные соображения, связанные как с развитием нашей Солнечной системы, так и с эволюцией Вселенной, указывали на то, что и вокруг других звезд должны существовать планеты, подобные Земле, Марсу или Юпитеру.
С открытия первых экзопланет в начале 90х годов число известных экзопланет удваивается примерно каждые 27 месяцев. На сегодняшний день открыто и подтверждено более 5000 экзопланет.
Очень много обнаруженных экзопланет не похожи на Землю. Они имеют характеристики близкие к Юпитеру или Нептуну – газовым гигантам (также известные как планеты-гиганты). Распространены также планеты земного типа. Т.е планеты, имеющие свою звезду и близкие к размерам нашей планеты.
Менее 5 процентов из известных экзопланет можно увидеть непосредственно с помощью телескопов, но астрономы придумали методы, благодаря которым их можно обнаружить.
Мне стало интересно, какая территория была исследована в поисках экзопланет. Оказалось, что специальный космический аппарат исследовал очень малую часть только нашей галактики Млечный путь на расстоянии 3000 световых лет.
Этот специальный аппарат называется «Кеплер». Запущенный в 2009 г, 15 ноября 2018 г. завершил свою миссию, как раз в день смерти самого Иоганна Кеплера, астронома, открывшего законы движения планет. Сейчас аппарат на безопасной орбите вокруг солнца на расстоянии 94 миллионов миль от Земли.
Удивительные открытия «Кеплера»
Я составил перечень пяти экзопланет, которые меня удивили, по убыванию. То есть первый номер – это планета, которая меня поразила больше всего.
Итак, №1 – Алмазная планета.
Планета PSR J1719-1438b представляет собой гигантский чистейший алмаз. В прямом смысле этого слова. Диаметр углеродной планеты примерно в пять раз превосходит диаметр Земли. Находится она в 4000 световых годах от Солнечной системы. Из-за очень мощной силы гравитации и оказываемого давления планета превратилась в один гигантский алмаз.
Эта экзопланета вращается вокруг миллисекундного пульсара PSR J1719-1438. Астрономы считают, что этот пульсар когда-то давно был очень массивной звездой, которая впоследствии угасла, а затем превратилась в сверхновую. Очень редкие миллисекундные пульсары предположительно формируются благодаря поглощению материи у находящейся звезды-компаньона. То есть раньше эта система была еще и двойной.
В данном случае компаньоном звезде, вероятнее всего, выступал белый карлик, в которого наше Солнце тоже однажды превратится. Белые карлики представляют собой бывшие массивные звезды, выработавшие свой водород и неспособные поддерживать термоядерные реакции внутри своих ядер.
Миллисекундный пульсар, возможно, «съел» всю материю белого карлика, оставив тому всего около 0,1 массы. В результате белый карлик превратился в по-настоящему экзотического компаньона пульсару – алмазную планету.
№ 2– Планета с каменным снегом.
CoRoT-7b – по-настоящему причудливая планета, потому что на ней идет снег из камней!
Как и многие другие экзопланеты, CoRoT-7b находится в приливном захвате своей звезды. Температура на поверхности стороны, обращенной к звезде, составляет 2200 градусов Цельсия, в то же время на стороне, которая отвернута от звезды, средняя температура, как правило, составляет -210 градусов Цельсия.
Лава на освещенной стороне нагревается настолько, что в результате выпаривается, как вода на нашей планете. Это создает массивные каменные облака, которые после конденсируются на относительно более прохладной стороне и в результате обрушиваются на поверхность в виде огромных валунов. Если бы мы могли выдержать экстремальные температуры на этой планете, то зрелище открылось бы весьма занятным.
№3 – Водный мир.
Планета GJ 1214b представляет собой огромный «водный мир», в три раза больше размера нашей Земли, и находится примерно в 42 световых годах от нашей Солнечной системы. Вся имеющая на Земле вода составляет всего лишь 0,05 процента массы нашей планеты, в то время как воды у GJ 1214b столько, что ее масса составляет 10 процентов от общей массы планеты.
Ученые предполагают, что GJ 1214b располагает океанами, чья глубина может доходить до 1600 километров. Для сравнения: самая глубокая точка на планете Земля, Марианская впадина, уходит вниз всего на 11 километров.
№4 – «Татуин».
Такое звание ей дали в большей степени потому, что Кеплер-16b является одной из немногих обнаруженных экзопланет, вращающихся вокруг двойной системы звезд.
Масса Кеплер-16b примерно в 105 раз больше земной, и при этом ее радиус в 8,5 раза больше, чем у нашей планеты. Атмосфера этого мира в большей степени состоит из водорода, метана и небольшого объема гелия. Находясь приблизительно в 200 световых годах от нас, Кеплер-16b совершает полный оборот вокруг двух своих звезд за каждые 627 наших земных дней.
№5 – Самая близкая планета.
Открытие в 2016 году планеты Проксима b стало настоящей сенсацией. Землеподобный объект, расположенный у ближайшей к Солнечной системе звезды Проксимы Центавра всего в 4,24 светового года от нас, да еще и представляющийся весьма обещающим кандидатом на наличие жизни – ну как тут не радоваться? К сожалению, новые результаты наблюдений за экзопланетой рушат все наши надежды на потенциал ее обитаемости, не говоря уже о нашем желании когда-нибудь отправить туда космический аппарат для исследований. Proxima Centauri b находится на расстоянии всего лишь 4,2 световых года от Земли.
Перспектива переселения на экзопланету
Сможем ли мы переселиться на новую планету?
В настоящее время чемпионом по скорости является солнечный зонд Паркер, запущенный 12 августа 2018 года. Рекордная скорость более 343 000 км/ч. Расстояние до ближайшей экзопланеты Proxima Centauri b - 4,2 световых года от Земли. Зная чему равен один световой год находим расстояние до ближайшей экзопланеты в километрах. Дальше расстояние делим на скорость и находим время полета до ближайшей звезды в часах (115845679 часов), переводим в года и получаем 13215 лет.
v (Паркер)= 343 000 км/ч.
S (Proxima Centauri b) = 4,2 световых года
1световой год = 9460730472580,8 км
9460730472580,8*4.2=39735067984839,36
Т.е. S= 39735067984839,36 км
t=S/v=115845679 ч.
или (8766 с учетом високосных)
Для полета на планету понадобится 13215 лет.
Вывод
Таким образом, переселение пока невозможно, и Земля по-прежнему остается единственным домом для человечества, что еще сильнее увеличивает ее ценность для нас.
Да, понятно, что экзопланеты настолько далеки от нас, что до них все равно не добраться. Но, может быть, через сотню-другую лет люди будут мыслить совсем другими расстояниями и скоростями, поэтому открыть планету-другую с заделом на будущее совсем не помешает.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Стражев, К тайнам Вселенной / В. И. Стражев. – Минск: РИВШ, 2006. – 160с. – (Серия «Концепция современного естествознания»).
2. Мизун Ю. В., Мизун Ю. Г. Тайны Вселенной. М.: Вече, 2002.
3. Шевченко, М. Ю. Путешествие по Вселенной / М. Ю. Шевченко. М., 2000.
4. Ефремов, Ю. Н. Вглубь Вселенной / Ю. Н. Ефремов. М., УРСС, 2003.
5. Беккер, Б. Наша растущая галактика / Б. Беккер, Ф. Рихтер // В мире науки. 2004. N4.
Энциклопедия внесолнечных планет
Планеты за пределами Солнечной системы — важнейшее открытие современной астрономии
