«Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2006 № 01 (1)

Наконец, разрабатываются проекты прямых наблюдений планет у других звезд. Планируется несколько космических миссий с такой задачей. Один из ближайших запусков (миссия Кеплер) намечен NASA на 2006 год. NASA ведет также работу над проектом TPF — Terrestrial Planet Finder (Поиск планет земного типа). TPF будет иметь четыре зеркала по 3.5 м каждое и будет работать в режиме интерферометра инфракрасного диапазона. Запуск космического аппарата TPF может быть осуществлен после 2010 года. Другой проект разрабатывается Европейским космическим агентством — это космический интерферометр Darwin. Он будет состоять из 10 отдельных телескопов, обращающихся на околоземной орбите вблизи друг друга. Телескопы будут связаны лазерной связью. Системы телескопов TPF и Darwin будут иметь чувствительность и угловое разрешение во много раз выше крупнейших наземных инструментов. Тогда, возможно, удастся увидеть внесолнечные планеты непосредственно.

Влияние планеты на лучевую скорость звезды V* при движении вокруг общего центра тяжести

Последнее десятилетие XX века — время настоящего прорыва в исследованиях других планетных систем. Доплеровские наблюдения над многими звездами, начатые на нескольких обсерваториях в 1991 году, принесли сенсационные результаты. Оказалось, что очень многие из близких к Солнцу звезд обладают планетными системами. Первая внесолнечная планета была открыта при помощи доплеровского метода в 1995 году Майором и Келозом (Женевская обсерватория) у звезды класса G2.5IV 51 Пегаса. С тех пор на 5 февраля 2005 г. было достоверно обнаружено 147 планет в системах вокруг 128 звезд; есть звёзды (их 15), у которых найдено по 2–4 планеты.

Внутреннее строение красного гиганта

Большинство найденных планетных систем совершенно не похожи на нашу. Найденные планеты по своим свойствам напоминают планеты-гиганты Солнечной системы. Сказывается эффект наблюдательной селекции. Во-первых, чем массивнее планета, тем большее влияние она будет оказывать на свою звезду и тем большими будут изменения ее лучевой скорости. Легче всего открывать планеты с массой порядка массы Юпитера (1MJ0.001Mo) или больше. Во-вторых, чем короче период обращения Тр1, тем проще его обнаружить. При наблюдениях спектра звезды в течение месяца или двух уже можно увидеть периодические изменения в ее лучевой скорости, вызванные планетой. Некоторые планеты с массами 1–2 MJ имеют периоды обращения вокруг звезды чуть более суток, а их расстояние от звезды примерно в 40 раз меньше, чем расстояние от Земли до Солнца. Естественно, столь близкие к звездам планеты будут сильно нагреваться. Поэтому их называют “горячие Юпитеры”.

Орбиты внесолнечных планет сильно различаются по величине эксцентриситета е. В Солнечной системе у большинства планет эксцентриситет орбиты небольшой. Так, у Земли орбита почти круговая е = 0.0167. Более всего вытянуты орбиты у Меркурия (е = 0.21) и Плутона (е = 0.24). В то же время в других планетных системах есть планеты с очень вытянутыми орбитами, с эксцентриситетом до 0.7.

Блестящим подтверждением результатов доплеровского метода явилось наблюдение затмения у звезды HD 209458. У нее планета с массой 1.43MJ была ранее обнаружена по изменениям лучевой скорости. По найденным параметрам орбиты были предсказаны ожидаемые моменты затмений. Продолжительность “затмения” — несколько часов. Планета у HD 209458 короткопериодическая, период обращения всего 3.5 суток; поэтому такие затмения можно наблюдать очень часто. Первые успешные результаты дал и транзитный метод в рамках программы OGLE: у четырех звезд солнечного типа найдены короткопериодические планеты.