Загадки космоса. Планеты и экзопланеты

Но как понять, сдвинулся спектр или нет? Свет рождается в самой горячей части звезд, в ядре, во время реакции ядерного синтеза. Любопытно, что для того, чтобы пробиться сквозь толщу звездного вещества, фотонам, элементарным частицам света, часто необходимо потратить сотни тысяч и даже миллионы лет. Сегодня мы видим свет, рожденный в те времена, когда по Земле ходили еще очень далекие наши предки. В ядре свет генерируется на всех возможных частотах, но, когда он проходит через более холодные наружные слои звезды, в спектре образуются линии поглощения, соответствующие химическим веществам звездной атмосферы. Если линия поглощения сместилась с того положения, где она была некоторое время назад, это говорит о том, что сместилась частота, а значит, звезда движется. Если же удастся увидеть синусоидальное смещение линий поглощения в спектре звезд – это будет свидетельством кругового движения звезды вокруг центра масс ее планетной системы.

Наиболее эффективным способом обнаружения экзопланет стал транзитный метод, именно так искал планеты «Кеплер» и так продолжает искать и исследовать их следующее поколение космических телескопов: COnvection ROtation and planetary Transits, или COROT, Transiting Exoplanet Survey Satellite, или TESS, и CHaracterising ExOPlanets Satellite, или CHEOPS. Идея транзитного метода самая простая из рассмотренных, но именно поэтому она требует невероятно точной техники. Суть в том, что вместо изучения спектров звезд следить нужно за их блеском – грубо говоря, за количеством принимаемых телескопом в единицу времени фотонов. Если у звезды есть планета, то периодически она заслоняет небольшую площадь звездного диска и звезда ненадолго тускнеет для наблюдателя.

В следующих главах мы более подробно рассмотрим спектроскопический и транзитный методы обнаружения экзопланет, а также (с долей фантазии) попытаемся представить себе пейзажи некоторых из миров, обнаруженных астрономами за последнее время. Здесь, на Земле, еще никто и никогда не встречался ни с чем подобным. Но законы физики и химии, работающие одинаково во всех уголках Вселенной, неминуемо приводят к рождению таких удивительных и разнообразных миров. Только помните, что многие наши выводы могут оказаться ошибочными, ведь даже самые близкие к нам планеты Солнечной системы – те, что мы исследуем напрямую, а не косвенно, реконструируя их поверхности по жалким кусочкам информации, – продолжают преподносить сюрпризы в ходе каждой новой исследовательской программы.

На начало 2020 года, согласно сайту NASA Exoplanet Archive, нам достоверно известно о существовании свыше 4 000 экзопланет. Но у нас есть лишь самые общие сведения о них. Возможно, когда-то наши телескопы позволят разглядеть там даже материки и обнаружить следы влияния жизни на рельеф и атмосферу экзопланет. Быть может, однажды космонавты ступят на поверхность чужих планет и своими глазами увидят, что мы были правы (или не правы) в своих предположениях.

Глава 5. Джоселин Белл, пульсары и тайна первой планеты

Когда придет время, моя совесть будет чиста. Я сделала все возможное.

ДЖОСЕЛИН БЕЛЛ

Чтобы рассказать о первой открытой экзопланете, нужно сделать небольшое отступление и познакомиться с Джоселин Белл Бернелл – одним из самых известных астрофизиков, так и не ставшим лауреатом Нобелевской премии, а также ее открытием – одним из самых значительных в астрофизике.

Джоселин Белл родилась 15 июля 1943 года в Белфасте в Северной Ирландии. Ее отец был главным архитектором старинной обсерватории в городе Арма. С детства Белл проводила много времени с сотрудниками этой обсерватории и читала книги о Вселенной из богатой библиотеки отца – в общем, не оставляла себе другого выбора, кроме как посвятить будущую жизнь астрономии.

Окончив Университет Глазго по специальности «физика» с отличием, в 1965 году Белл перебралась в Кембридж – по ее словам, скорее случайно. Она была одной из немногих женщин, которым одобрили заявку на обучение в аспирантуре в таком престижном университете. Когда Белл узнала о зачислении, оказалось, что она подвержена синдрому самозванца: Белл подумала, что закралась какая-то ошибка, ведь она не заслуживает возможности учиться здесь.