О том, что у других звёзд могут быть свои планеты, рассуждали ещё античные философы. Но до самого конца XX века это оставалось лишь предположением: увидеть планету рядом с далёкой звездой — примерно то же, что разглядеть мотылька возле прожектора с расстояния в тысячи километров. Сегодня таких планет известно несколько тысяч, и счёт продолжает расти.
Первые находки
Первые планеты за пределами Солнечной системы были обнаружены в 1992 году, причём в неожиданном месте — возле пульсара, быстро вращающегося остатка взорвавшейся звезды. По едва заметным сбоям в ритме его радиоимпульсов астрономы вычислили, что вокруг него обращаются тела планетной массы.
А в 1995 году швейцарские астрономы Мишель Майор и Дидье Кело сообщили о планете у обычной звезды, похожей на Солнце, — 51 Пегаса. Открытие озадачило специалистов. Планета оказалась газовым гигантом, сравнимым с Юпитером, но обращалась вокруг звезды всего за четыре с небольшим дня — намного ближе, чем Меркурий к Солнцу. Теории того времени такого не предусматривали. В 2019 году Майор и Кело получили за это открытие Нобелевскую премию по физике.
Как найти то, чего не видно
Почти все экзопланеты открыты косвенно — по влиянию на свою звезду. Основных способов два.
Метод лучевых скоростей. Планета и звезда обращаются вокруг общего центра масс, поэтому звезда слегка покачивается. Когда она движется к нам, линии в её спектре сдвигаются в синюю сторону, когда от нас — в красную. По этим колебаниям определяют период обращения планеты и оценивают её массу. Именно так была найдена планета у 51 Пегаса.
Транзитный метод. Если орбита планеты повёрнута к нам ребром, планета периодически проходит по диску звезды и заслоняет малую долю её света. Блеск звезды чуть падает — на проценты или доли процента. По глубине и повторяемости этих «затмений» узнают размер планеты и длину её года.
Транзитным методом работал космический телескоп «Кеплер», запущенный в 2009 году. Несколько лет он непрерывно следил за яркостью более чем сотни тысяч звёзд на одном участке неба и обнаружил тысячи планет. Его дело продолжают новые аппараты. Изредка планету удаётся и сфотографировать напрямую, загородив свет звезды, но это получается лишь для крупных и далёких от звезды тел.
Непохожие миры
Главный итог первых десятилетий: планетные системы гораздо разнообразнее, чем ожидалось, и наша — далеко не образец.
- Горячие юпитеры — газовые гиганты вплотную к звезде, раскалённые до тысячи градусов и более. Считается, что они образовались дальше, а затем переместились ближе.
- Сверхземли и мини-нептуны — планеты крупнее Земли, но меньше Нептуна. В Солнечной системе таких нет, а в Галактике это, судя по всему, самый распространённый тип.
- Планеты у двойных звёзд, на небе которых два солнца.
- Планеты-сироты, которые не обращаются ни вокруг какой звезды и странствуют в межзвёздном пространстве.
Статистика показывает, что планеты — правило, а не исключение: в среднем на каждую звезду Галактики приходится как минимум одна.
Поиски второй Земли
Особый интерес вызывают небольшие каменные планеты в так называемой зоне обитаемости — на таком расстоянии от звезды, где на поверхности может существовать жидкая вода. Важно понимать, что это лишь оценка по количеству получаемого тепла. Она ничего не говорит о том, есть ли у планеты атмосфера, вода и тем более жизнь.
Такие планеты уже найдены. Одна обращается вокруг Проксимы Центавра — ближайшей к Солнцу звезды, до которой чуть больше четырёх световых лет. У небольшой красной звезды TRAPPIST-1 примерно в сорока световых годах от нас обнаружено сразу семь планет размером с Землю, и несколько из них попадают в зону умеренных температур.
Следующий шаг — изучение атмосфер. Когда планета проходит перед звездой, часть звёздного света просвечивает сквозь её воздушную оболочку, и газы оставляют в спектре свои отпечатки. Так уже находят водяной пар, углекислый газ, метан в атмосферах крупных планет. Для миров размером с Землю это гораздо труднее, но современные космические телескопы постепенно подбираются и к ним.
Что изменилось
Ещё поколение назад единственной известной планетной системой была наша собственная. Теперь ясно, что планет в Галактике не меньше, чем звёзд. Вопрос «есть ли другие миры» сменился другим: есть ли среди них обитаемые. И впервые в истории на него можно искать ответ наблюдениями, а не одними рассуждениями.
