Как находят планеты у других звезд: транзитный метод открывает 74% экзопланет

По словам ученого, в сумме на два основных метода — транзитный и метод лучевых скоростей — приходится 95% всех открытых экзопланет. Первый из них, транзитный, абсолютный лидер по числу находок. Именно так астрономы замечают, что блеск звезды на короткое время ослабевает, когда планета проходит по ее диску. Саму планету при этом увидеть нельзя, но телескоп фиксирует характерное падение яркости.

Метод лучевых скоростей: первый шаг к открытию

Исторически первой технологией обнаружения экзопланет стал метод лучевых скоростей. Ученые разлагают свет звезды в спектр и наблюдают, как темные линии, соответствующие химическим элементам, смещаются то в синюю, то в красную область. Это происходит потому, что звезда и ее планета вращаются вокруг общего центра масс. Когда звезда движется к Земле, линии смещаются в синюю часть, а когда удаляется — в красную. Периодические изменения скорости выдают присутствие невидимого массивного объекта — экзопланеты.

Первые несколько лет этот метод оставался единственным. Перелом наступил, когда у уже известной планеты HD 209458 b был зафиксирован транзит на фоне звезды. Так родился транзитный метод, который вскоре стал самым продуктивным.

Что можно узнать, наблюдая транзит

Для успешного наблюдения транзита необходимо, чтобы орбита планеты была расположена так, что она проходит точно между звездой и телескопом. Только в этом случае планета способна «затмить» часть звездного света. По степени ослабления блеска ученые определяют размер планеты и период ее обращения вокруг звезды, а также расстояние до светила.

Особую ценность представляет комбинация обоих методов. Если планету наблюдают и в транзит, и в лучевых скоростях, можно вычислить ее массу и радиус, а значит — среднюю плотность. «Грубо говоря, у Юпитера средняя плотность 1,3 грамма на кубический сантиметр, а у Земли — 5,5. Если планета земного размера имеет плотность 5–6 г/см³, значит, она железокаменная. А если плотность около 3 г/см³, то она окружена глубоким водным океаном или протяженной атмосферой», — пояснила Ананьева.

Существует и более редкий способ — прямое получение изображений. Увидеть планету в отраженном свете звезды пока невозможно: отраженный свет в сотни миллионов раз слабее звездного, и планета в нем просто «тонет». Однако некоторые молодые массивные планеты, расположенные далеко от своей звезды, настолько раскалены, что их собственное тепловое излучение могут зарегистрировать специализированные телескопы.

Экзопланетами называют любые планеты, вращающиеся не вокруг Солнца, а вокруг других звезд. Первые три таких объекта были открыты в 1992 году у пульсара PSR B1257+12. А первой планетой у солнцеподобной звезды стал горячий юпитер 51 Тельца b, найденный в 1995 году. С тех пор астрономия сделала огромный шаг вперед, и сегодня мы знаем тысячи далеких миров, каждый из которых открывает новую главу в истории Вселенной.