Номер 3, страница 286 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

3. Почему обнаружить планетные системы достаточно сложно?

Обнаружение планетных систем у других звёзд, называемых экзопланетами, является одной из самых сложных задач в современной астрономии. Основные трудности связаны с тремя ключевыми факторами:

1. Огромные расстояния. Звёзды находятся на колоссальных расстояниях от Земли. Из-за этого даже большая планета, вращающаяся вокруг своей звезды, с нашей точки зрения находится к ней так близко, что их практически невозможно различить по отдельности. Угловое расстояние между звездой и планетой на небесной сфере оказывается ничтожно малым, и они сливаются в одну точку света для большинства телескопов.

2. Колоссальная разница в яркости. Звёзды — это чрезвычайно яркие объекты, излучающие собственный свет. Планеты же, напротив, очень тусклые. Они не светятся сами, а лишь отражают малую часть света своей родительской звезды. Соотношение яркости звезды и её планеты может достигать миллиардов к одному. Это можно сравнить с попыткой разглядеть мотылька, летящего рядом с ослепительным прожектором, находясь от них на расстоянии в сотни километров. Свет звезды полностью заглушает слабое отражённое свечение планеты.

3. Малые размеры и масса планет. По сравнению со своей звездой, любая планета очень мала и легка. Например, масса самой большой планеты Солнечной системы, Юпитера, составляет всего лишь около $1/1000$ массы Солнца. Из-за этого эффекты, которые планета оказывает на свою звезду (гравитационное "покачивание" или затмение части света при прохождении перед звездой), крайне малы и их очень трудно зафиксировать.

Вследствие этих факторов прямое фотографирование экзопланет — чрезвычайно сложная задача, удающаяся лишь в исключительных случаях. Поэтому подавляющее большинство планетных систем обнаруживается косвенными методами, которые требуют высочайшей точности и чувствительности оборудования. Например, транзитный метод регистрирует мизерное падение блеска звезды (часто на сотые доли процента), когда планета проходит перед ней, а метод радиальных скоростей измеряет микроскопические смещения в спектре звезды, вызванные её колебаниями под действием притяжения планеты. Сложность и изощрённость этих методов сами по себе служат лучшим ответом на вопрос, почему обнаружить планетные системы так сложно.

Ответ: Обнаружить планетные системы сложно из-за трёх основных причин: огромных межзвёздных расстояний, из-за которых планета и звезда видны как одна точка; колоссальной разницы в яркости между звездой и её планетой (звезда в миллиарды раз ярче); малых размеров и массы планет, из-за чего их воздействие на звезду (гравитационное или перекрытие света) крайне слабое и его трудно зафиксировать.