Что такое экзопланета — методы поиска и типы миров 🔵

Ученые довольно давно предполагали наличие планет вокруг других звезд в нашей Вселенной. И достаточно недавно этот факт был подтвержден с научной точки зрения. Такие небесные тела назвали экзопланетами. Что такое экзопланеты и как их обнаружили, читайте далее в нашей статье.

Содержание

Экзопланета

Экзопланета — это планета, которая находится не в Солнечной системе и вращается вокруг другой звезды. Они могут быть газовыми гигантами, похожими на Юпитер, или сухими и каменистыми как Земля.

Экзопланеты были обнаружены благодаря методам наблюдения за звездами, такими как измерение яркости звезды, вызванных прохождением планеты перед ней, или изменение колебаний звезды, вызванных гравитационным притяжением планеты.

Исследование экзопланет может помочь ученым понять происхождение и эволюцию планетных систем во Вселенной.

Как находят экзопланеты

Ученые находят экзопланеты с помощью различных методов:

Метод транзита, при котором ученые измеряют изменение яркости звезды, происходящее из-за прохождения перед ней планеты;
Другой метод — радиальная скорость, при котором ученые измеряют изменение скорости звезды, вызванное гравитационным притяжением экзопланеты;
Также используются методы микролинзирования, когда экзопланета проходит перед другой звездой и искажает ее свет.

Кроме того, современные технологи вполне допускают прямое наблюдение, когда ученые наблюдают планету напрямую с помощью телескопов.

Известные экзопланеты

На сегодняшний день известно более 4 тысяч экзопланет за пределами Солнечной системы. Вот некоторые из них:

Проксима Центавра b;
Trappist-1e;
Kepler-186f;
Gilese 667 Cc;
Kepler-438b;
Kepler-452b;
HD85512b;
Ross 128b;
LHS 1140b;
TOI 700d.

Они были обнаружены различными методами, включая метод транзита, радиальную скорость, микролинзирование и прямое наблюдение. Многие из этих экзопланет находятся в зоне обитаемости своих звезд и могут иметь жизнеспособные условия.

Условия на экзопланетах

Для примера можно взять несколько известных планет, находящихся у других звезд:

Проксима Центавра b — находится в зоне обитаемости звезды Проксима Центавра, имеет массу несколько больше Земли, поверхность, возможно, покрыта жидкой водой
Trappist-1е — находится в зоне обитаемости красного карлика Trappist-1, имеет сходную массу с Землей, вероятно есть жидкая вода на поверхности
Кepler-186f — находится в зоне обитаемости звезды Кеплер-186, имеет массу сравнимую с нашей планетой, вполне возможно, что на его поверхности есть вода в жидком виде
Gilese 667 Cc — расположена в зоне обитаемости красного карлика Gilese 667 C, массу имеет несколько больше Земли, но возможна вода на поверхности.

Уже основываясь на таких исследованиях, вполне логично предположить, что из миллионов планет, расположенных в галактике Млечный Путь, хоть одна, помимо Земли, может быть пригодна для жизни человека.

Зона обитаемости и поиск «двойников» Земли

Астробиологи ищут в космосе не просто холодные камни, а миры с подходящим температурным режимом. Ключевой параметр здесь — инсоляция, определяющая возможность существования воды в жидкой фазе на поверхности. Сможем ли мы найти следы метана или избыточного кислорода в спектре поглощения далекого объекта? Спектральный анализ позволяет «прощупать» химический состав газовой оболочки, даже если сама планета скрыта в ослепительных лучах своей звезды.

Особое внимание уделяется эксцентриситету орбиты: чем он выше, тем экстремальнее перепады температур на поверхности, что критично для возникновения белковой жизни.

Типология планетных систем

Вселенная оказалась гораздо разнообразнее, чем предполагали классические модели формирования планет. Исследователи обнаружили классы объектов, которых нет в Солнечной системе, например, «суперземли» или «горячие юпитеры», мигрирующие по протопланетному диску вплотную к светилу. Какова плотность этих миров? Ответ кроется в сочетании данных о массе, полученных методом лучевых скоростей, и радиусе, вычисленном через транзитную фотометрию.

Горячие юпитеры — газовые гиганты с коротким периодом обращения и разогретой атмосферой;
Океаниды — миры, полностью покрытые глобальным океаном глубиной в сотни километров;
Хтонические планеты — бывшие гиганты, потерявшие газовую оболочку и оставившие лишь твердое ядро;
Мини-нептуны — объекты с плотными ледяными мантиями и мощной водородно-гелиевой атмосферой.

Перспективы прямой визуализации и спектроскопии

Прямое наблюдение остается сложнейшим технологическим вызовом из-за колоссальной разницы в светимости между звездой и планетой. Использование коронографов и систем адаптивной оптики на наземных телескопах вроде ELT позволяет «затмить» свет материнской звезды, чтобы разглядеть тусклую точку рядом с ней. Ждет ли нас обнаружение техносигнатур в ближайшее десятилетие? Космическая обсерватория «Джеймс Уэбб» уже анализирует атмосферы в среднем инфракрасном диапазоне, выявляя молекулы углекислого газа и водяного пара.