Книга: Популярный звездочет

Экзопланеты

Экзопланеты

Экзопланеты – это планеты, которые вращаются вокруг своих звезд за пределами Солнечной системы. Их светимость чрезвычайно мала, а сами они находятся так далеко от Земли, что их обнаружение стало возможным лишь с появлением новых методов обнаружения планет. Начало обнаружения пришлось на конец 1980-х годов с появлением соответствующей техники.

К марту 2014 года уже стало известно о существовании 1783 экзопланет в 1099 планетных системах, из которых в 462 вокруг звезды вращается более одной планеты. Также существуют так называемые «кандидаты в экзопланеты». Это планеты, обнаружение которых должна подтвердиться с помощью наземных телескопов. По последним данным в галактике Млечный Путь вокруг своих звезд вращается от 100 миллиардов экзопланет, из которых от 5 до 20 миллиардов, возможно, похожи на Землю.

В основном экзопланеты – это газовые гиганты, похожие на Юпитер, – такие планеты легче всего обнаружить, они массивные и короткопериодичные. Обнаружения происходят с помощью различных непрямых методик детектирования, а не визуального наблюдения.

Первым о возможности существования планетных систем у других звезд заявил капитан Джейкоб, астроном Мадрасской обсерватории. Произошло это в 1855 году. Однако, на данный момент его предположение о существовании экзопланеты в двойной системе 70 Змееносца опровергнуто наукой. В разные времена этим вопросом занимались астрономы Томас Дж. Дж. Си, Ф.Р. Мультон, Эдуард Барнард, Питер Ван де Камп.

Конец 1980-х годов – время, когда многие группы астрономов начали систематическое измерение скоростей ближайших к Солнцу звезд. Поиск экзопланет велся с помощью высокоточных спектрометров. Первыми внесолнечную планету обнаружили канадцы Б. Кэмпбэлл, Г. Уолкер и С. Янг в 1988 году у оранжевого субгиганта гамма Цефея А. Но это отктрытие было подтверждено лишь в 2002 году. Также в 1989 году Д. Латамом была обаржена сверхмассивная планета около звезды HD 114762. Ее планетный статус был подтвержден в 1999 году.

Впервые экзопланеты были обнаружены у нейтронной звезды PSR 1257+12 астрономом Александр Вольшчан в 1991 году. Данные экзопланеты признаны вторичными уж после взрыва сверхновой.

1995 год – открыт «горячий юпитер» с помощью сверхточного спектрометра у звезды 51 Пегаса. В дальнейшем с помощью измерения лучевой скорости звезд для поиска их периодического доплеровского изменения (метод Доплера) было обнаружено более сотни экзопланет.

Август 2004 год – открыта планета «горячий нептун» в системе звезды ? Жертвенника. Она обращается вокруг светила за 9,55 суток, отдалена от него на 0,09 а.е., с температурой на поверхности примерно 900 K (+626 C) и массой примерно 14 масс Земли.

2005 год – обнаружена первая сверхземля около звезды Глизе 876 массой 7,5 масс Земли.

2004 год – получено первое изображение в инфракрасных лучах кандидата в экзопланеты у коричневого карлика 2 M1207

13 ноября 2008 года получено изображение целой планетной системы – снимок трех планет, вращающихся вокруг звезды HR 8799 в созвездии Пегаса. Звезда принадлежит к раннему спектральному классу (A5). Ранее планетные системы обнаруживались вокруг звезд более поздних классов (F-M).

13 ноября 2008 года было получены данные о существовании планеты Фомальгаут b вокруг звезды Фомальгаут путем прямых наблюдений.

В 2011 году Дэвид Беннет из университета Нотр-Дам (Индиана, США) сообщил на основе наблюдений 2006–2007 годов на 1,8 метровом телескопе обсерватории Маунт-Джон в Новой Зеландии об открытии посредством метода микролинзонирования 10 одиночных юпитероподобных экзопланет. Хотя две из них могут состояться высокоорбитальными спутниками ближайших к ним звезд.

Сентябрь 2011 года – было сделано объявление об открытии двух экзопланет KIC 10905746 b и KIC 6185331 b непрофессиональными астрономами в рамках проекта Planet Hunters, который был создан для анализа данных полученных телескопом «Кеплер». При этом открытии речь шла об обнаружении 10 кандидатов в экзопланеты. Если бы этого проекта не состоялось, то эти экзопланеты так и не были бы, скорее всего, обнаружены.

5 декабря 2011 года телескоп Кеплер обнаружил первую сверхземлю в обитаемой зоне Kepler-22 b/.

20 декабря 2011 года все тем же телескопом Кеплер у звезды Кеплер-20 были обнаружены первые экзопланеты размером с Землю и меньше – Kepler-20 e (радиусом 0,87 земного и массой от 0,39 до 1, 67 масс Земли) и Kepler-20 f (0,045 массы Юпитера и 1,03 радиуса Земли).

22 февраля 2012 года – открыта экзопланета из воды учеными Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики на расстоянии 40 световых лет от Земли. Ее название GJ 1214 b. Период обращения данной планеты вокруг звезды – красного карлика – 38 часов, расстояние составляет около 2 млн км. Температура на поверхности равна примерному значению в 230 °C.

Существует множество способов обнаружения экзопланет – метод Доплера, транзитный метод, метод гравитационного микролинзирования, астрометрический метод, радионаблюдение пульсаров и прямое наблюдение.

Астрономы после открытия экзопланет смогли сделать вывод: планетные системы – это распространенное в космосе явление. Эти планетные системы сильно отличаются от Солнечной, – легче всего обнаружить короткопериодичные массивные планеты. Планеты, подобные Земле, на данном этапе развития техники возможно обнаружить только транзитным методом.