Что такое экзопланеты? Есть ли жизнь на других планетах? Какая она? Какие условия будут для неё комфортными? Сможем ли мы вообще её обнаружить нашими органами чувств? Очень спорные темы, обсуждению которых посвящена не одна сотня дискуссий. Одни учёные говорят о том, что жизнь – уникальное явление, появившееся по счастливому стечению множества обстоятельств, другие опровергают тем, что в огромной Вселенной вряд ли существует лишь одна маленькая планета, на которой живут хрупкие существа, зависящие от непостоянных климатических условий, есть и промежуточные мнения. Но, прежде чем найти жизнь, нужно найти пригодные для неё хотя бы в нашем понимании места. А это задача не такая простая: на современных телескопах лишь в исключительных случаях возможно напрямую измерить угловой размер звезд, а что уж говорить про планеты? Существует несколько способов поиска экзопланеты (планет, не входящих в Солнечную Систему):
Транзитный метод
Обнаружено: 3034 экзопланет.
Краткое описание: планета, пролетая в пространстве между звездой и наблюдателем, немного ослабляет её свет на величину, доступную для измерений.
Полные солнечные затмения – редкое природное явление на одной географической широте (хотя есть «охотники за затмениями», которые ездят за ними по всему Земному шару). Для понимания сути транзитного метода достаточно понять, как проходит солнечное затмение. Луна (имеющая такой же угловой размер на небе, как и Солнце) проходит перед Солнцем, и, т.к. она не излучает свет сама по себе, а просто отражает солнечный, постепенно «скрывает» от нас Солнце.
Конечно, если мы рассматриваем планеты у других звёзд, ни о каких угловых размерах речи не идёт. Но главный источник информации для астрофизиков – свет, приходящий от объекта. И именно по ослаблению регистрируемого света от звезды есть возможность говорить о наличии планеты у светила.
Большой вклад в поиск кандидатов в экзопланеты транзитным методом внесла миссия Кеплер (в период с 2009 по 2013 год). Также она дала астрономам очень важную информацию о распределении экзопланет в нашей Галактике.
Метод Доплера (радиальных скоростей)
Обнаружено: 727 экзопланет.
Краткое описание: вращающиеся по своим орбитам планеты вызывают «покачивания» родительской звезды в пространстве, которые учёные регистрируют по изменению вследствие эффекта Доплера наблюдаемого цвета света от неё.
Для понимания этой методики необходимо сделать небольшой экскурс в физику. Звезда – очень массивный объект, обладающий мощным гравитационным полем. «Запускаем» вокруг неё планету – объект с пренебрежимо малым гравитационным полем. И, кажется, все понятно – звезда удерживает планету на одной орбите, при этом оставаясь в одном положении. Но на самом деле, гравитация звезды заставляет звезду немного «покачиваться» в пространстве. Вот по этим покачиваниям и можно говорить о наличии планеты или планет, их количестве и массе. Метод очень изящный, и выглядит простым на первый взгляд, но как же зарегистрировать эти малейшие отклонения? Здесь в свои права вступает эффект Доплера. Энергия во всех её формах (свет, звук, радиоволны…) распространяется в волнах. Эти волны могут сжиматься и разжиматься (представьте пружинку), причем при растяжении частота волн уменьшается, а при сжатии – увеличивается. Если мы говорим именно о световых волнах, то при уменьшении частоты свет синеет, а при увеличении частоты – краснеет. В каком случае мы, наблюдатели на Земле, можем увидеть, как волны, идущие от объекта, меняют свою частоту? Все просто. Если объект удаляется от нас, то мы видим, как свет от него «краснеет», частота уменьшается, а если приближается – «синеет», частота увеличивается. Это явление названо «красным смещением», и помимо измерения расстояний, оно используется как раз для определения движется ли объект на нас или от нас. Учёные регистрируют наблюдаемую длину волны какого-то элемента, для которого известна его «лабораторная» длина волны, смотрят, в какую сторону спектра (красную или синюю) идет смещение. Таким образом, проводя регулярные наблюдения звёзд, можно заметить их «покачивания» и зарегистрировать экзопланету.
Существует еще несколько менее популярных и более экзотических методов, которыми найдено порядка десятков экзопланет (прямые изображения, гравитационное линзирование, астрометрические методы и т.д.). Мы же познакомились с наиболее простыми и эффективными из них. Поиск экзопланет на сегодняшний день – интересная, молодая и развивающаяся задача.
