Що таке екзопланети?

Напевно, багато хто з вас запитували себе: «Чи самотні ми у Всесвіті?» Відповіді на це питання людство не отримало досі.

Дослідження планет Сонячної системи привели до невтішних результатів: білково-нуклеїнова життя на Марсі так і не була знайдена, і якщо вона там все-таки є, то вже точно не розвинена. На Венері і Меркурії дуже жарко, на планетах-гігантах начебто Юпітера життя майже виключена через особливості складу, а на супутниках цих планет вкрай холодно. Так що в Сонячній системі ми, швидше за все, одні.

Проте астрономи вже давно встановили, що Сонце, наша з Вами зірка, не є унікальною, таких у Всесвіті скільки забажаєш. Так може бути, навколо цих близнюків Сонця обертаються планети, на яких можуть виникнути такі ж умови, що й на Землі, розвиватися життя, розум і т.д.?

Сміливе припущення, але не позбавлене логіки! Звичайно, повністю його підтвердити або спростувати поки не представляється можливим, але визначити, чи є планети навколо інших зірок, останнім часом стало можливо. Такі планети, які обертаються по орбітах навколо інших зірок, і називаються екзопланетами.

Відкриття екзопланет

Довгий час існування таких планет не вдавалося підтвердити експериментальними методами. На цьому шляху вчених чекало багато розчарувань. Так, астроном Ван де Камп присвятив 40 років свого життя вивченню руху зірки Барнарда, припустивши наявність у неї планети, проте його дані виявилися помилковими.

Але ось в 1991 році американський астроном Олександр Вольжан відкрив у пульсара PSR 1257 +12 цілих три планети. Звичайно, пульсар - це дуже «екстремальна» зірка, на планетах навколо якої панують умови, неможливі для розвитку звичної нам життя, але добрий початок. Незабаром з використанням методів спектрального аналізу, а також даних космічних обсерваторій вченими були відкриті планети у зірок, більше схожих на Сонце. Космічні обсерваторії дозволяли проводити більш точні вимірювання, так як на їх роботу не впливали змінюються земні умови. І в результаті роботи цих «космічних помічників» і праці астрономів по всьому світу відкривалися все нові і нові екзопланети. На даний момент відкрито близько 390 таких планет, і буквально щотижня продовжують відкриватися все нові і нові екземпляри. Проте поки не було відкрито планет, ідентичних Землі.

Як знайти екзопланети?

Навіть у найбільш потужні телескопи розгледіти екзопланети безпосередньо неможливо. Справа в тому, що світло від зірки, навколо якої обертається планета, затьмарює тьмяне світіння далекого світу. Уявіть собі потужний прожектор, який б'є вам в обличчя - навряд чи ви роздивіться маленьку свічку, яка знаходиться поруч з ним. Ось такі ж труднощі зустріли дослідники, які хотіли знайти планети інших зірок.

Але розум не знає перешкод, і був розроблений ряд непрямих методів. Екзопланети можна обчислити за допомогою методу променевих швидкостей. Суть методу полягає у вимірюванні швидкості руху зірки по її випромінювання. Якщо навколо зірки звертається планета, то променева швидкість зірки зазнає змін, що фіксується нашими обсерваторіями. Далі розраховуються параметри планети, такі як її маса, розмір, відстань від своєї зірки і т.д. Цим методом відкрито більшість планет.

Інший метод відкриття екзопланет - це спостереження транзитів. Транзит - проходження планети перед зіркою. Тобто, простіше кажучи, зірка, яку ми спостерігаємо, загораживается планетою. Зрозуміло, планета набагато менше зірки і повністю затьмарити її не може, але яскравість зірки все ж зменшується. Ось по цій зміні яскравості і можна обчислити наявність планети і її параметри. За допомогою методу транзитів на 2008 рік було відкрито близько 50 планет.

Наступний метод, за допомогою якого можна знайти екзопланету, полягає в спостереженні мікролінзування. Будь-який об'єкт, видимий або невидимий, наприклад, шукана нами екзопланета, за допомогою своєї гравітації спотворює хід світлових променів. Зафіксувати це зміна вкрай складно, проте кілька планет було відкрито саме таким чином.

Які бувають екзопланети?

Відкриті на сьогодні екзопланети досить різноманітні за своєю масою, температурі та складом. Найбільші планети за аналогією з нашим Юпітером, називають «Юпітерами». Їх маса від 0,19 до 13 мас Юпітера. Якщо планета перевищить цю межу, то в ній почнуться термоядерні реакції, і тоді ми будемо мати справу із зіркою - коричневим карликом. «Юпітер» складаються в основному з водню і гелію. З планет Сонячної системи до цієї групи можна віднести Юпітер і Сатурн.

Дещо менші планети називаються «Нептун». Їх маса від 7 до 60 мас Землі. Такі планети складаються з водяних, аміачних, сірководневих льодів і скельних порід. З планет, що обертаються навколо Сонця, це Уран і Нептун.

Найменші планети носять назву «Землі». Їх маса менше 7 земних мас. Такі планети складаються з силікатів, металів та інших твердих порід. До речі, наша Земля, Марс, Венера і Меркурій відносяться до типу «Землі».

Також планети можуть бути різної температури: гарячі, теплі, прохолодні, холодні, крижані і т.д. Ось наша Земля за такою класифікацією прохолодна (а ми ще скаржимося на глобальне потепління). Серед особливо цікавих типів екзопланет потрібно виділити так звані «Гарячі Юпітери», або «Гарячі Гіганти». Уявіть собі величезну планету, покриту багатокілометрових шаром воднево-гелієвих хмар, розпечену аж до декількох тисяч градусів за Цельсієм. Така планета настільки гаряча, бо обертається вкрай близько від своєї зірки.

Деякі з «гарячий Юпітер» настільки нагріваються, що їх щільність стає в 2-3 рази нижче щільності звичайних «Юпітер» - це «Пухкі планети». Якщо ж планета в процесі розширення втрачає свою газову оболонку, то її називають «Хтонической планетою». Прикладом такого «дива» може послужити планета Осіріс зірки HD 209458. Швидше за все, життя на таких планетах немає, занадто жахливі там умови.

А ось екзопланети з групи «Земель» можуть бути кандидатами на наявність життя. Серед планет цього типу були виявлені так звані «Надземлі», маса яких більше Земної, але менше газових гігантів. За будовою такі планети схожі з нашою, що дає деяку надію на те, що там є життя, а можливо і розум. На жаль, багато з відкритих «сверхземель» відносяться до «Пульсарні планети». Через рясний електромагнітного випромінювання все живе було б випалено за частки секунд. Але ми не втрачаємо надії і вважаємо, що скоро все-таки будуть знайдені близнюки нашої планети, в атмосфері яких знайдуть сліди діяльності біологічних істот.

Де можна дізнатися більше про екзопланетах?

Екзопланет і їх пошуку присвячено безліч ресурсів, наприклад сайт https://www.allplanets.ru/, де є перелік вже відкритих екзопланет і регулярно вивішуються оновлення. Для людей, які володіють англійською мовою, раджу сайт https://planetquest.jpl.nasa.gov, де, крім даних і статей, мається наочний матеріал - 3D-атласи, мультимедійні галереї та навіть ігри.

Вдалого пошуку!