Исследования космоса в наше время достигли невероятной скорости. Однако трудно поверить, что всего три десятилетия назад человечество всерьёз задавалось вопросами: существуют ли планеты у других звёзд, и если да, то насколько они похожи на наши? Возможно, мы уникальны во Вселенной? Логика, конечно, подсказывала, что маловероятно, чтобы у миллиардов звёзд не было своих планетных систем. Но главной загадкой оставалось: есть ли среди них миры, аналогичные Земле — схожие по размеру, массе и условиям.
Для справки: термин «экзопланета» происходит от греческого слова «ἔξω» (exō), означающего «внешний», «снаружи». Таким образом, экзопланета — это планета, находящаяся за пределами нашей Солнечной системы, внесолнечная планета.
Первые шаги в открытии новых миров
Прорыв случился в 1988 году, когда научный мир облетела новость: группа канадских учёных (Б. Кэмпбелл, Г. Уолкер, С. Янг) обнаружила признаки планетарного тела в двойной звёздной системе Гамма Цефея, расположенной в 45 световых годах от нас. Это стало первым в истории кандидатом в экзопланеты, хотя окончательно его существование подтвердили лишь в 2002 году.
Второй найденной экзопланетой стало массивное небесное тело у звезды HD 114762, открытое на расстоянии 132 световых лет. Эти первые открытия положили начало новой эре в астрономии.
Эпоха массовых открытий
С 1991 года количество открытых экзопланет стало неуклонно расти, и к декабрю 2021 года их число приблизилось к 5000. Этот поток открытий будет только усиливаться благодаря новым инструментам, таким как космический телескоп «Джеймс Уэбб». Его уникальные возможности позволяют изучать атмосферы далёких планет, получать более чёткие изображения и обнаруживать миры, скрытые туманностями.
Изначально большинство открытий приходилось на газовые гиганты, но с развитием высокоточных методов всё чаще обнаруживаются каменистые планеты: суперземли, планеты земной группы и даже тела размером с Марс.
Только гиганты? Разнообразие планетных систем
Первая волна открытий, состоящая почти исключительно из газовых гигантов, заставила учёных задуматься: а не является ли наша Солнечная система с её каменистыми планетами аномалией? Ответ пришёл уже в 1992 году, когда Александр Вольщан и Дейл Фрейл обнаружили первую каменистую экзопланету у пульсара PSR B1257+12. Так был открыт класс «суперземель» — планет, которые, возможно, даже более пригодны для жизни, чем Земля.
Современные инструменты и методы поиска
Открытие экзопланет — кропотливый процесс, часто требующий многих лет наблюдений. Учёные используют целый арсенал методов, каждый из которых имеет свои преимущества и ограничения.
Транзитный метод
Это рекордсмен по количеству открытий. Метод основан на наблюдении за периодическим падением яркости звезды, которое происходит, когда планета проходит по её диску. Регулярность таких «затмений» позволяет не только обнаружить планету, но и оценить её размер и орбитальный период.
Обратите внимание: Почему людям уже надо начинать думать о перенаселении на другие безопасные планеты.
Однако метод требует подтверждения другими способами, так как падение яркости может быть вызвано и другими причинами.Метод радиальных скоростей
Основан на спектроскопии. Планета, вращаясь, вызывает лёгкое «покачивание» звезды вокруг общего центра масс. Это движение приводит к доплеровскому смещению спектра звезды (в красную или синюю сторону), по которому можно вычислить массу планеты и параметры её орбиты. Этот метод также позволяет проводить предварительный анализ состава атмосферы планеты.
Метод изменения орбитальной фазы отражённого света
Связан с измерением изменения общей яркости системы звезда-планета в зависимости от их взаимного положения (например, когда планета освещена «сбоку» и добавляет свой отражённый свет к свету звезды).
Астрометрический метод
Заключается в сверхточном измерении положения звезды на небе и фиксации её малых периодических смещений, вызванных гравитационным влиянием массивной планеты. Метод эффективен для обнаружения гигантов у близких звёзд.
Метод гравитационного микролинзирования
Использует редкое явление, когда гравитация одной звезды усиливает свет более далёкой звезды, работая как линза. Если у звезды-линзы есть планеты, они создают дополнительные искажения в кривой блеска, выдавая своё присутствие. Метод позволяет находить планеты на очень больших расстояниях, но событие линзирования непредсказуемо и не повторяется.
Прямое наблюдение
Самый наглядный, но и самый сложный метод — получение прямых изображений экзопланет. Для этого необходимы мощные телескопы с коронографами, которые блокируют ослепительный свет звезды, позволяя увидеть её тусклых спутников. Пока этим методом обнаруживают в основном молодые, горячие и массивные планеты на широких орбитах.
Заключение
Количество известных экзопланет вскоре преодолеет отметку в 10 000 и продолжит расти. Нам остаётся совершенствовать методы поиска, ждать и верить. Ничто во Вселенной не препятствует существованию планет, неотличимых от Земли. Однажды мы их обязательно найдём.
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.