Почти всички звезди имат планетни системи

Проф. Евгени Семков е директор на Института по астрономия с Национална астрономическа обсерватория, БАН. Има 205 научни публикации в специализирани научни издания в чужбина и сборници от конференции. От тях около 130 са публикации в списания с импакт-фактор или импакт-ранг.

Има над 1700 цитирания на публикации от независими източници, а неговият H-индекс в Web of Science е 28. Основните му приноси са в изследването на процесите на звездообразуването и формирането на планетните системи. Тази година проф. Семков получи наградата „Питагор“ за утвърден учен в областта на природните и инженерните науки.

Проф. Семков си спомня, че интересът му към астрономията се поражда още когато е ученик. Страстта му тогава са научнопопулярните книги. Изчел е повечето преведени книги с научна фантастика. Не може да стане космонавт, но астрономията го привлича силно. Така попада във Факултета по физика на Софийския университет.

„В София, за съжаление, няма кръжоци по астрономия и до ден-днешен – казва проф. Семков. – Няма и планетариум, както в други градове у нас. Не може да се сравняваме със Смолян, Димитровград, Варна. Студентите по природни науки са доста малко. Макар че в астрономията все пак има студенти, както и докторанти. Аз самият имам трима докторанти, защитили дисертация.

Един от тях е доц. Сунай Ибрямов, който преди време получи награда „Питагор“ за млад учен. С него продължаваме да работим заедно. И ако мога да се пошегувам – хубаво е, че научният ръководител не изостава от своя докторант.“

Проф. Семков приема наградата като признание не само за себе си, но и за целия институт и за колегите, с които работи. Съвременната наука е толкова развита, че човек не може да работи сам както е било през Средновековието, когато всеки учен е работел сам за себе си, убеден е астрономът. Сега все по-необходими са колективи от учени, за да може да се получат научни резултати, които да бъдат представяни в международни астрономически списания.

Вече близо 40 години ученият изследва звездите, които са в процес на формиране.

Или както астрономите ги наричат – звездите преди Главната последователност. Известната диаграма на Херцшпрунг – Ръсел представя положението на звездите по тяхната светимост и техния цвят, обяснява ученият. Повечето звезди са разположени в една област, която се нарича Главна последователност и звездите от тази група са известни като звезди от Главната последователност или звезди джуджета.

Те прекарват по-голямата част от живота си в равновесно положение, когато излъчването на звездата се компенсира от гравитационната сила на свиване. Младите звезди, които са в процес на образуване, т.е. от някакъв облак от прах и газ се свиват до положение, при което в ядрата им започват термоядрени реакции, както е при Слънцето, се намират над тази Главна последователност и по този начин учените може да ги отделят от другите, нормалните звезди като Слънцето, което е в равновесно положение.

„Оказва се, че на този етап от еволюцията на звездите те показват много интересни промени, които са свързани първо с тяхната вътрешна структура, после с взаимодействието им с околната среда – около тях има останали облаци от прах и газ, от които са се формирали – казва ученият. – Освен това науката вече е доказала, че около всяка новосформирана звезда се образува нещо като диск, от който по-късно се формират планетните системи. Този диск около звездата играе много важна роля за това как ще се допълни масата на звездата, за да стане тя нормална звезда от Главната последователност.“

Ученият подчертава, че това е много сериозна тема за изследване.

Той и неговите колеги може да съдят за тези процеси, като наблюдават излъчването на звездите и промените в него.

И да определят на кой етап от еволюцията се намират те. В резултат на тези изследвания, и особено на търсенето и на планети, се оказва, че почти всички звезди имат планетни системи.

Допреди няколко години това е било дискусионен проблем. Това означава, че нашата Слънчева система не е някакво изключение. Тъкмо обратното –

образуването на планети около звездите е много често срещано.

Това е от значение за бъдещото търсене на разумен живот във Вселената, което засега не дава резултат, подчертава проф. Семков.

Има системи около други звезди, които съдържат от 7 до 9 планети в орбита около тях. Но това са вече формирали се звезди и самите планети са станали истински. Докато при младите звезди в този диск се наблюдава фрагментация, която е началото на образуването на планети. И по това как те влияят върху светлината от звездата, която учените наблюдават, може да се съди на какъв етап е формирането на тези планетни системи.

През един човешки живот не може да се наблюдава завършването на даден цикъл в образуването на дадено небесно тяло, подчертава астрономът. Тези процеси протичат милиони години. Няма как да се наблюдава конкретна система. Ценното в случая е, че

учените могат да изследват звездите в различни етапи от тяхната еволюция.

И това да позволи да се сглоби някаква схема за това как са образувани самите звезди и планетните системи около тях.

Най-младите звезди имат около себе си звезден диск, който е хомогенен. В него още няма фрагментация и разкъсвания, които предшестват планетните системи. Докато при по-напредналите в своята еволюция звезди се наблюдават такива разкъсвания. Още по-късно в еволюцията на звездите могат да се наблюдават самите отделни планети.

Всъщност астрономите наблюдават не самите планети, а ефекта върху звездата, който те оказват, като закриват част от повърхността ѝ. Звездите излъчат собствена енергия, защото в тях протичат термоядрени реакции.

Планетите нямат собствена енергия и светят само с отразена светлина. Когато една планета премине по диска на звездата, учените може да регистрират намалението на светлината от звездата.

И така да изчислят колко голяма е планетата, каква площ от звездата закрива, колко време протича това затъмнение и какво е разстоянието между планетата и звездата.

„Не можем да го направим в нашите условия, но в света има системи за спектрално наблюдение на тези звезди, по които може да се определи дори какви газове има в атмосферата на дадена планета – дали азот, кислород или други вещества – казва проф. Семков. – При наблюдение се следят отделни спектрални линии. Можем да регистрираме цялата светлина на звездата, която идва до нас. Тогава сме в състояние да намерим отклонение от нормалното излъчване, защото има затъмнение.

Ако в този процес наблюдаваме спектрално звездата, тогава ще регистрираме, че спектърът на звездата се променя вследствие влиянието на планетата, през чиято атмосфера минава светлината. За това са нужни много голям телескоп и прецизна апаратура, с каквато не разполагаме. Но така или иначе, науката е международна, учените обменят информация. Звездообразуването е перспективна област в астрономията, която ще се развива и в бъдеще.“

Свръхновата е звезда в крайната степен на своята еволюция, когато вече е изчерпала водорода, който е основа за термоядрените реакции, обяснява още ученият. Тогава тя започва да излъчва по-слабо, да се свива.

В резултат на това свиване може да се стигне до катастрофален момент на избухване на звездата – т.е. ядрото ѝ толкова много да се свие, че да се освободи от останалата част от материята. Тогава се наблюдава този процес при свръхнова. Но това се случва при звезди с около 2 – 3 пъти по-големи маси от масата на Слънцето.

Наблюдаваме подобни свръхнови в други галактики, тъй като всички свръхнови в нашата галактика, за които знаем, са се случили преди откриването на телескопа.

Друга тема, върху която се работи в Института по астрономия, са

изследванията на квазизвездните източници, или т.нар. квазари.

Това са обекти на много голямо разстояние от нас, които в някои случаи са ядра на галактики, които излъчват много силно, така че се вижда само ядрото на галактиката. Не може да се видят тези спирални структури около нея, каквито има в някои галактики. Квазарите приличат на звезди, но не са, защото са много далеч от нас, извън нашата галактика, уточнява астрономът. Те са много силни източници на излъчване и са се образували на по-ранен етап от еволюцията на Вселената. Сега ги наблюдаваме в етапа, когато светлината от тях достига до Земята след милиарди години.

В някои случаи те са ядра на галактики, в други са една голяма черна дупка, около която има материя, която пада в черната дупка и се образува обратно излъчване на материята под някаква форма – например като струя.

„В тази област сме натрупали доста сериозни резултати с колегите – подчертава проф. Семков. – Там работим в голям екип с учени от Италия, САЩ, Германия. И за пет години успяхме да публикуваме две статии в сп. „Нейчър“. Резултатите са много ценни за развитието на съвременната наука.“

Астрономията днес има бурно развитие, казва ученият. Това се дължи най-вече на съвременната апаратура, с която се работи, като новия космически телескоп „Джеймс Уеб“.

Европейската южна обсерватория се насочва към изграждането на големи телескопи на Земята като този, който се строи в Чили и ще има огледало с диаметър 42 м. Очаква се да е готов през 2028 г. С него ще може да се работи дистанционно.

Галилео Галилей създава в началото на XVII век своя телескоп, с който се правят и важни открития, като кратерите на Луната, пръстените на Сатурн, спътниците на Юпитер. Но едва в средата на XIX век започва да се прилага и фотографията в астрономията, която запазва видяното от окото, тъй като човешката памет не е точна. Така с помощта на фотографията астрономията става точна наука. Нов етап днес е използването на CCD камерите, каквито има и в съвременните фотоапарати, които постепенно изместват фотографията през последните десетилетия.