Далёкие сёстры Земли

Павел Амнуэль Далекие сестры Земли

РАССКАЗЫ О НАУКЕ ПАВЕЛ АМНУЭЛЬ. ДАЛЁКИЕ СЁСТРЫ ЗЕМЛИ

С тех пор, как люди поняли, что звёзды на небе вовсе не шляпки гвоздей, вбитых в небесную твердь, они не переставали думать о том, что далеко-далеко вокруг светил могут обращаться планеты, подобные земле, и что на этих планетах возможна жизнь, подобная нашей. а если так, почему бы не существовать и разумным инопланетянам? астрофизики назвали планеты вне Солнечной системы экзопланетами и занялись их поиском и изучением.

Многообразие экзопланет. Иллюстрация NASA. ИСТОРИЯ ПОИСКА

Солнце — звезда обычная, таких в Галактике около ста миллиардов. Естественно предположить, что и другие звёзды обладают планетными системами. Протопланетые газопылевые диски формируются вместе со звёздами, а потому у немассивных звёзд, возраст которых достигает миллиардов лет, планетные системы уже давно сформировались. Значит, и число «взрослых» планетных систем в Галактике может исчисляться десятками миллиардов. В каждой такой системе наверняка не одна планета, а может, и не один десяток самых разных масс на самых разных расстояниях от центральной звезды.

В прошлом за подобный взгляд на мироздание можно было поплатиться жизнью. Пример тому судьба выдающегося мыслителя эпохи Возрождения Джордано Бруно^*. Значительно позднее — в ХIХ и ХХ веках — об экзопланетах начали писать фантасты. Появились даже немногочисленные учёные, которые утверждали, что им удалось обнаружить планету, обращающуюся около другой звезды. Британский астроном Уильям Джейкоб, например, в 1855 году сообщил об открытии планеты у звезды 70 Змееносца. Впоследствии планету «обнаружили» у Летящей Барнарда^**; правда, это «открытие» не подтвердилось.

____________________

[^* Итальянский астроном Джордано Бруно (1548- 1600) утверждал, что планеты вращаются вокруг Солнца и что таких планет, как Солнце, во Вселенной великое множество. ^** См. статью «Летящая» в журнале «Наука и жизнь» № 7, 2017 г.]

Знания об экзопланетах существенно расширились в конце прошлого века, а в начале нынешнего произошёл качественный скачок — на околоземные орбиты вышли специализированные спутники с аппаратурой, способной реально обнаруживать экзопланеты. Главные «ловцы» экзопланет — космические телескопы COROT, запущенный Европейским космическим агентством в 2006 году, и «Кеплер», запущенный NASA в 2009 году. Много открытий удалось сделать в последнее десятилетие с помощью больших наземных телескопов обсерватории Кека на Гаваях, SuperWASP на Канарах и в ЮАР, а также в рамках программы поиска экзопланет HATNet.

Космический телескоп «Кеплер».

Формально первой экзопланетой, существование которой было подтверждено независимыми наблюдениями, стала планета в системе оранжевого субгиганта Цефея. Формально — потому что наблюдения, проведённые в 1988 году канадскими астрономами Брюсом Кэмпбеллом, Гордоном Уолкером и Стефенсо-ном Янгом, подтвердились лишь 14 лет спустя, когда уже были открыты и каталогизированы десятки других экзопланет.

Первой экзопланетой, чьё существование было тогда же и подтверждено, стала громадная планета в системе звезды 51 Пегаса. Её масса превышает массу Юпитера, которая почти в 2,5 раза больше суммарной массы всех остальных планет Солнечной системы. Открыли её в 1955 году Мишель Майор и Дидье Келоз — сотрудники обсерватории Верхнего Прованса. Им повезло: планета расположена близко к своему солнцу (период обращения всего 4,23 суток) и обладает внушительными размерами. Так что обнаружить её было относительно легко.

КАК ОТКРЫВАЮТ ЭКЗОПЛАНЕТЫ?

Существует несколько способов. Наиболее простых — два. Первый: наблюдение лучевых скоростей звёзд. Способ известен давно, но раньше с его помощью искали не экзоплане-ты, а тёмные объекты звёздной массы в двойных системах. Ещё полвека назад астрофизики могли измерять лучевые скорости с точностью до нескольких километров в секунду. Этого было недостаточно, чтобы обнаружить экзопланету, масса которой невелика по сравнению с массой звезды, а поле тяжести очень слабо влияет на движение звезды, определяемое по смещению спектральных линий в результате эффекта Доплера^*.

____________________

[^* Эффект Доплера — изменение длины волны излучения вследствие движения источника излучения относительно наблюдателя (или движения наблюдателя относительно источника).]