Закрыть ☒

Экзопланеты - инструменты поиска

Сегодня исследования космоса ускорились до невероятных темпов. Но. трудно поверить в то, что всего 30 лет назад, люди могли задаваться вопросом - существуют ли планеты вокруг других звёзд. и если да, то какие они? Быть может мы уникальны?

Конечно, логика подсказывала, что такого просто не может быть, чтобы у остальных звезд не было планет. По оставался главный вопрос, а существуют ли ещё планеты идентичные Земле - по размеру, массе и гравитации.

Небольшая справка. Термин экзопланета, происходит от греческого слова, ἔξω (exō), что означает "внешний", "вне", "снаружи". Экзопланета = Внешняя планета, внесолнечная планета.

Первые планеты

И вот, уже в 1988 году, научное сообщество облетела новость, группа учёных из Канады, Б. Кэмпбелл, Г. Уолкер С. Янг, обнаружила следы планетарного тела в двойной звёздной системе Гамма Цефея состоящей из оранжевого субгиганта Цефея А и красного карлика Гамма Цефея Б., находящейся в 45 световых годах от Солнца.

Этот момент обнаружения был самым первым в истории поисика. Однако, подтвердить существование данной планеты удалось только в 2002 году.

Второй найденной экзопланетой было небесное тело которое определили как сверхмассивная планета у звезды HD 114762 находящейся ещё дальше, в 132 световых годах от Солнца. Которую нашли в год моего рождения.

Массовые открытия

Ровно с отметки 1991 года, количество открытых планет стало возрастать. И росло с постоянным увеличением количества открытых планет в год. На сегодняшний момент (Декабрь 2021 года), нам известно около 5000 экзопланет.

И ещё больше планет будет найдено благодаря новым инструментам, среди которых, уникальный космический телескоп - Джейм Уэбб. Который может исследовать атмосферы внешних планет, получить более четкие снимки планет, и обнаружить планеты в туманностях и за туманностями, на что не способны другие телескопы.

Большинство планет все также гиганты, но с появлением высокоточных методов обнаружения малых небесных тел, растет и количество обнаруженных каменистых планет. Среди которых - суперземли, планеты земной группы, и планеты меньше Земли, вроде Марса.

Все планеты гиганты?

Разовьем тему затронутую в абзаце выше. Как только начался поток открытий новых экзопланет мы стали обнаруживать только планеты классификации "газовые гиганты". И тут перед учёными возник вопрос - все обнаруженные планеты были планетами гигантами, значило ли это, что Солнечная система - аномальна, благодаря наличию в ней большого количества каменистых планет малой массы?!

Однако, ответ на этот вопрос пришел уже в 1992 году. Александр Вольщан и Дейл Хрупкий, обнаружили экзопланету малого типа вокруг пульсара PSR B1257 + 12. И, пусть открытая планета не была идентична Земле, но она уже не была газовым гигантом и имела каменистую природу. Новый класс планет назвали "суперземля". И, не исключено, что такие планеты подходят для возникновения жизни, даже больше чем наша родная планета.

Инструменты поиска

Давайте рассмотрим способы которыми и открывают новые планеты? Я перечислю тут список инструментов для поиска новых миров. Самый главный атрибут в этом процессе - время. Ведь, иногда на обнаружение и подтверждение существования планеты у звезды - уходят годы.

Транзитный метод

Этот метод, является рекордсменом по количеству открытых экзопалнет. В основном это вызвано тем, что он позволяет одновременно следить за большим количеством звёзд, расположенных на исследуемом кластере.

Метод использует в своей работе фотометрию. То есть, фиксирует изменения светимости звезды. Если между нами и звездой проходит планета, яркость свечения звезды немного падает. И учёные могут зафиксировать отметку падения яркости на графике.

Если падение яркости повторяется регулярно и всегда равно по времени, то можно сделать вывод о том, что оно вызвано вращением массивного тела на орбите звезды.

Обратите внимание: Почему людям уже надо начинать думать о перенаселении на другие безопасные планеты.

Однако метод не 100% надежен. И требует подтверждения другими методами.

Метод радиальных скоростей

Данный метод основан на спектроскопии. То есть на исследовании спектра световых волн доходящих до нас от звезды. Так, свет, отражаясь от планеты или проходя сквозь её атмосферу изменяет свой спектральный след. Указывая на то, какими элементами был поглощен тот или иной спектр светового луча.

С помощью такого метода можно даже сделать предварительный анализ атмосферы планеты.

В этом же методе используется анализ красного и синего смещения. Учитывая, что звезда не статична, а планеты не вращаются вокруг звезды, а вращаются вместе со звездой вокруг общего центра масс - планета вызывает колебания звезды.

Звезда становится либо удаляется от нас, и её свет уходит в красный спектр. Либо приближается к нам, и её свет уходит в синий спектр. Что свидетельствует о том, что звезда не одинока.

Изменение орбитальной фазы отраженного света

Ещё один интересный метод связанный с измерением светимости как и в случае с транзитным методом. Здесь важно положение планеты относительно звезды. Когда планета у звезды находится в фазе четверти, часть отраженного от неё света складывается со светом звезды, таким образом яркость звезды внезапно повышается.

Астрометрический метод

Этот метод позволяет обнаружить сугубо большие небесные тела, вроде Юпитера, вращающиеся вокруг звезды малой массы. Суть метода заключена в очень длительном наблюдении за звездой и фиксации её смещения вызванного вращением звезды и сверхтяжелой планеты вокруг общего центра масс. Фактически, при этом исследовании наблюдатель видит, что звезда с определенной периодичностью становится чуть левее предполагаемого положения. А потом чуть правее.

Метод гравитационного микролинзирования

Метод микролинзирования, это фиксация света проходящего через гравитационную линзу. Гравитация способна влиять на движение света. И сильное гравитационное поле способно преломлять свет подобно линзе, отсюда и название. В подобном исследовании должны применяться два ярких объекта находящихся на расстоянии друг от друга. Когда исследуемая звезда, проходит ровно между нами и другой звездой, возникает эффект линзы, искажающий свет фоновой звезды. Если исследуемая звезда одинока, линза получится правильной формы. Если у звезды есть планеты, в форме линзы будут фиксироваться нарушения, вызванные воздействием гравитации планет.

Однако, этот метод невозможно применять ко всем звездам в любое время. Только к тем, которые подверглись эффекту линзирования.

Прямое наблюдение

Это очень интересный нам метод, поскольку он позволяет сделать фотоснимки реальных планет, а не просто получить данные о них. Для подобного метода необходим достаточно большой телескоп. Который может рассмотреть только крупные экзопланеты, вроде Юпитера, которые при этом находятся на большом удалении от родительской звезды. К сожалению фотоснимки землеподобных планет таким методом получить пока не удается... Свет родительской звезды затмевает отраженное свечение планеты. И ученых приходится использовать коронограф - непрозрачный диск, загораживающий звезду, оставляя видимым лишь её окружение.

***

Post Scriptum

Со временем количество открытых планет превысит и десятитысячную отметку, и пойдет дальше. Главное просто ждать. Ждать и продолжать совершенствовать методы поиска. Однажды, мы и вовсе найдём планеты неотличимые от Земли по своих характеристикам. Потому что ничто не мешает им существовать.

Ваши реакции помогают продвижению контента. Пожалуйста, если вам несложно, оцените контент. И если он вам понравился - подпишитесь, чтобы видеть мои статьи в вашей новостной ленте.

#футурология #фантастика #космос #экзопланеты #футуризм #суперземля #исследование космоса #астрономия #астрофизика #джеймс уэбб

Еще по теме здесь: Космос.

Источник: Экзопланеты - инструменты поиска.