Обнаружить объекты в других звездных системах сложно, но реально. Можно с уверенностью сказать, что человечество знает, что возле других звезд образуются астероиды и кометы. Это нам известно благодаря прямым наблюдением, ведь эти объекты уже посетили нашу систему.
Интересно Когда и что разрушит Землю: мнение астрофизика
Оумуамуа в представлении художника / Фото Wikipedia
В 2017 году Солнечную систему посетил первый межзвездный путешественник, которого удалось обнаружить – 1l/Oumuamua или Оумуамуа. Астероид это или комета, или космический корабль пришельцев – неизвестно. Споры о природе объекта идут до сих пор.
Вслед за этим, в 2019 году, мы обнаружили второго межзвездного гостя – 2I/Borisov или межзвездная комета Борисова.
Интересно Астрономы впервые обнаружили астероид за пределами Солнечной системы
Межзвездная комета Борисова / Фото Hubblesite
Но планеты к нам не прилетают. Как их найти?
К счастью, методы есть. Благодаря им мы нашли более 4 700 планет в 3 500 звездных системах. Почти 6 тысяч объектов ждут подтверждения или опровержения статуса "планеты возле другой звезды".
Кстати, планеты возле чужих Солнц называются экзопланетами.
Интересно Межгалактическая комета Борисова начала распадаться
Основные методы обнаружения экзопланет
Транзитный метод
С помощью этого метода обнаружения открыто около 72% всех экзопланет.
Заключается метод в следующем: если наблюдать за определенной звездой, вокруг которой вращается планета, то мы будем замечать спад яркости звезды, когда планета будет оказываться между нами и звездой (фактически, солнечное затмение). Таким методом невозможно пользоваться, если звездная система повернута к нам плоскостью.
Транзитный метод поиска экзопланет: смотреть видео онлайн
Читайте на сайте Какой самый отдаленный объект мы можем увидеть невооруженным глазом
Метод радиальных скоростей или метод Доплера
С помощью этого метода открыли около 19,4% экзопланет.
У нас есть представление, что все планеты вращаются вокруг Солнца. Однако, это не совсем точно. Планеты вращаются вокруг общего с Солнцем центра масс, который называется барицентра. Этот барицентр расположен в середине Солнца, но не четко в его центре.
Таким образом Солнце вращается не только вокруг своей оси, но и вокруг барицентра. Именно это движение мы фиксируем, используя эффект Доплера, что дает нам знать о существовании экзопланеты. Метод действенный только при условии, что планетарная система звезды повернута к нам ребром.
Метод радиальных скоростей: смотреть видео онлайн
Метод гравитационного микролинзирования
С помощью этого метода открыто около 3,5% экзопланет.
Если между звездой с планетами и нами есть еще одна звезда, то гравитация этой второй звезды играет роль линзы (гравитационное линзирование) и фокусирует свет, что помогает нам рассмотреть дальнюю экзопланету.
Метод гравитационного микролинзирования: смотреть видео онлайн
Интересное на сайте Черная дыра пожирает плакат: NASA опубликовала новый постер
Метод прямого наблюдения
С помощью прямого наблюдения открыто около 3,9% всех известных экзопланет.
Суть метода заключается в том, чтобы заблокировать свет звезды с помощью специального устройства – коронографа. Это позволяет в некоторых случаях напрямую сфотографировать экзопланету возле дальней звезды.
Метод фотографирования: смотреть видео онлайн
Метод астрометрии
Этот метод не такой успешный, как предыдущие. С его помощью открыли около 14 экзопланет, что составляет 0,3%.
Под действием планеты или планет звезда колеблется. Она вращается вокруг общего центра масс – барицентра. Если звездная система повернута к нам плоскостью, то мы можем зафиксировать колебания звезды относительно других звезд.
Суть заключается в постоянном фотографировании участка неба, где есть целевая звезда и опорные звезды. Если целевая звезда изменила положение относительно опорных, то можно говорить о наличии у нее планетарной системы. Этот метод достаточно сложный и требует очень точной оптики.
Метод астрометрии: смотреть видео онлайн
Интересно Телескопу Hubble удалось наблюдать за формированием экзопланеты
Метод периодических пульсаций
С помощью этого метода обнаружено 0,93% экзопланет.
Этот метод относится исключительно к экзопланетам, вращающимся вокруг пульсаров. Пульсар – это нейтронная звезда, которая является источником импульсного электромагнитного излучения. Эти пульсации имеют регулярную частоту. И если мы фиксируем какое-то минимальное отклонение в силе сигнала пульсара, или отклонение от графика пульсаций – это может свидетельствовать о наличии экзопланеты.
Что такое пульсар: смотреть видео онлайн
Метод вариации времени транзита
Этот метод напрямую связан с транзитным методом обнаружения экзопланет. С его помощью открыли около 0,49% экзопланет.
Метод заключается в том, что если вблизи звезды была обнаружена экзопланета с помощью транзитного метода, то отклонение от рассчитанного затмения звезды этой планетой будет свидетельствовать о еще одной или нескольких экзопланетах в системе.
Метод вариации времени транзита: смотреть видео онлайн
Интересно Астрономы обнаружили планету, которая возобновила свою атмосферу благодаря вулканической активности
Кроме этих основных методов есть еще много других. С помощью одних не открыли ни одной планеты. С помощью других – одну или несколько.
В любом случае количество открытых экзопланет постоянно растет. Поэтому нужно понимать какие они – экзопланеты.
Типы экзопланет
Существуют четыре основных типа:
- Нептуноподобные – экзопланеты, которые размерами и химическим составом близки к Урану или Нептуну. Этот тип составляет большинство открытых экзопланет. Атмосфера таких планет, как правило, состоит из водорода и гелия. Присутствует аммиак, вода и метан. Масса таких экзопланет колеблется от 7 до 60 масс Земли.
- Газовые гиганты – экзопланеты, которые похожи на Юпитер и Сатурн. Такие планеты не имеют твердой поверхности и состоят преимущественно из водорода и гелия. Масса таких экзопланет колеблется от 0,19 до 13 масс Юпитера.
- Супер-Земля – промежуточный класс. В Солнечной системе нет аналогов этому типу экзопланет. Они больше Земли и меньше чем нептуноподобные планеты. Складываться могут из газов, каменных пород или одновременно из обоих компонентов. Масса таких экзопланет может достигать 10 масс Земли.
- Планеты земного типа – таких планет, конечно, открыли меньше всего. Они довольно маленькие и не массивные, поэтому наблюдать их достаточно тяжело. Масса такой экзопланеты может достигать двух масс Земли. Размеры колеблются от половины до двух радиусов Земли. Эти каменистые планеты могут иметь пригодные для дыхания атмосферы. Они похожи на Меркурий, Марс, Венеру или Землю.
Интересно Ученые нашли удобную для исследования суперземлю в созвездии Девы
Кроме этих четырех типов, существует множество вариаций. Например, планеты-океаны, горячие Нептуны и так далее.
Типы экзопланет / Фото NASA
Для чего нам искать и исследовать экзопланеты?
Можно выделить три "потребности", из-за которых мы ищем и изучаем далекие планеты возле чужих Солнц.
Фундаментальные исследования
Знания ради знаний. Нам просто интересно, как выглядят, из чего состоят и как эволюционируют планеты в других звездных системах. Кроме того, это дает нам возможность лучше понять, как сформировалась Солнечная система и ее планеты, ведь мы наблюдаем экзопланеты на разных стадиях эволюции: от газопылевого облака до сложившейся планеты.
Читайте по теме Атмосфера горячего газового гиганта Осирис подтвердила механизм планетарной миграции
Движение экзопланет вокруг звезды HR 8799: смотреть видео онлайн
Возможность колонизации
Пока мы не способны быстро покинуть даже Солнечную систему. Но в будущем развитие технологий может позволить нам летать к далеким планетам. И вполне возможно, что человечество захочет их колонизировать. А для этого желательно иметь сформированную базу данных с максимальным количеством информации об экзопланетах.
Экзопланета TRAPPIST-1 f в воображении художника; планета расположена в зоне, пригодной для жизни / Фото Wikipedia
Поиск жизни
На других планетах может быть примитивная жизнь. Сделать такое открытие – это невероятно. Но вряд ли это произойдет раньше, чем мы физически побываем там.
А вот найти разумную жизнь – это реально. Ведь развитая цивилизация, теоретически, оставляет след вокруг: это может быть электромагнитное излучение; или характерное затемнение звезды, если бы там была Сфера Дайсона; или выбросы в атмосферу специфических химических элементов, которые мы можем зафиксировать.
Поиск другой жизни – это цель для многих астрономов. Ведь интересно, какой она может быть. А еще становится страшно от мысли, что мы одни в этой безграничной Вселенной.