Что такое экзопланеты
Мы живём в удивительном мире. Открытия на планете поражают и вдохновляют нас. Что уж говорить о космических открытиях. Астрономия поистине впечатляющая наука, потому что позволяет взглянуть за грань нашей планеты, увидеть частичку чего-то большего и необъятного.
Где находимся мы?
Планета Земля, на которой мы обитаем, является третьей по удалённости от Солнца планетой и принадлежит к небесным телам Солнечной системы. Наша планета наиболее изучена астрономами, поскольку находится в наибольшей доступности для исследования. Но в современных условиях и о других планетах Солнечной системы имеются ценные знания.
Наша система планет кроме Земли включает в себя ещё семь: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Также на данный момент официально открыто пять карликовых планет: крупнейший астероид Церера и транснептуновые объекты Плутон, Эрида, Макемаке, Хаумеа. Более того есть вероятность, что по меньшей мере ещё 40 из известных объектов в Солнечной системе принадлежат к этой категории.
Учёные с помощью спутников изучают поверхности и составы других планет, наблюдают в телескоп их движение, рассчитывают с помощью формул скорость их оборота вокруг своей оси и вокруг Солнца. С древних времен в астрономии появлялись всё новые способы исследовать космическое пространство. В наши дни специалисты занимаются совершенствованием старых технологий и разработкой новейших.
Несмотря на многочисленные попытки учёных обнаружить планеты в системах возле других звёзд, долгое время это не удавалось. Основная причина — планеты чрезвычайно малы и тусклы по сравнению со звёздами, а сами звёзды находятся далеко от Солнца. Ближайшая из них расположена на расстоянии 4,24 световых года.
В 80-х годах прошлого века наконец удалось обнаружить первые планеты, принадлежащие к другим планетным системам. Они вращаются вокруг собственных звёзд и имеют свои особенности. Такие небесные тела называются экзопланетами.
Космические чужестранцы
Экзоплане́та — планета, находящаяся вне Солнечной системы и вращающаяся вокруг другой звезды. Приставка «экзо» от древне-греческого ἔξω, exō означает «вне», «снаружи». Поэтому дословно можно перевести как «внесолнечная планета».
В наши дни такие планеты стали открывать благодаря усовершенствованным научным методам. Часто это осуществляется на пределе их возможностей. По состоянию на 16 июня 2022 года достоверно подтверждено существование 5098 экзопланет в 3770 планетных системах. В 825 из них имеется более одной планеты. Также впечатляет количество надёжных кандидатов в экзопланеты. По проекту «Кеплер» на март 2021 года их число составляет 2366, а по проекту «TESS» на конец марта 2021 года — более 2200 кандидатов. Для того, чтобы они могли получить статус подтверждённых планет требуется их повторная регистрация с помощью наземных телескопов.
Ранние попытки наблюдений
Впервые в истории о возможности существования планетной системы у другой звезды, кроме Солнца, заявил астроном Мадрасской обсерватории капитан В. С. Джейкоб. В 1855 году он опубликовал сообщение, в котором говорилось о высокой вероятности существования «планетарного тела» в двойной системе 70 Змееносца. Позже астроном Томас Дж. Дж. Си из Чикагского университета и Военно-морская обсерватория США подтвердили наличие в системе 70 Змееносца не светящего тела (невидимого спутника) с периодом обращения в 36 лет. Однако расчёты Фореста Мультона опровергают устойчивость подобной системы, поэтому существование планетной системы у звезды 70 Змееносца так и считается не доказанным наукой.
Ранние попытки найти планеты вне Солнечной системы были связаны в первую очередь с наблюдениями за положением близких звёзд. Так в 1916 году Эдуард Барнард обнаружил красную звёздочку, которая «быстро» смещалась по небу относительно других звёзд. Впоследствие её назвали летящей звездой Барнарда. Она находится на более близком расстоянии к нам и имеет массу в семь раз меньше Солнца. Исходя из этого, влияние на неё потенциальных планет должно было быть заметным. В 2018 году, после нескольких десятков лет исследований, было объявлено об обнаружении у звезды Барнарда суперземли (GJ 699 b) массой не менее 3,2 массы Земли.
Экзопланеты пригодные для жизни
В галактике Млечный Путь совокупное количество экзопланет составляет не менее чем 100 миллиардов. Есть вероятность, что из них от 5 до 20 миллиардов являются «землеподобными». Ещё один интересный момент: если верить текущим оценкам астрономов, около 34 % солнцеподобных звёзд являются центром для планет, очень схожих с Землёй. Общее количество планет вне Солнечной системы, подобных Земле и установленных на август 2016 года, составляет 216. В конце октября 2020 года учёные подсчитали все экзопланеты в галактике Млечный путь, которые вполне могут быть обитаемы, их число составило около 300 миллионов.
Чтобы определить пригодна ли экзопланета для жизни, астрономы используют индекс подобия Земле. Это параметр, показывающий насколько близко экзопланета соответствует Земле. Такой индекс может принимать значения в диапазоне от 0 до 1, где «1» означает идентичность Земле. Значения от 0,8 до 1,0 соответствуют каменистым землеподобным планетам, имеющим идентичную Земле атмосферу с умеренной температурой и способную поддерживать земные формы жизни.
Также есть и прочие важные параметры, по которым определяется насколько экзопланета пригодна для жизни. К ним относятся: удалённость от обитаемой зоны, состав обитаемой зоны, атмосфера обитаемой зоны, планетный класс и другие.
Параметр, определяющий водно-тепловую пригодность климата планеты для существования растительности является основным уровнем жизнепригодности. Он принимает значение в диапазоне от 0 до 1. Значение «1» присваивается планетам со средней приповерхностной температурой 25 °C, являющейся наиболее оптимальной для большинства видов растений; «0» — планетам с температурой выше 50 °C и ниже 0 °C.
5 известных экзопланет
Значительное большинство открытых экзопланет обнаружено с использованием различных непрямых методик детектирования, а не визуального наблюдения. Подавляющее количество известных экзопланет — это газовые гиганты. По своей природе они больше похожи на Юпитер, нежели на Землю. Но это не означает, что таких планет в реальности больше. Дело в том, что, используя имеющиеся методы, короткопериодичные массивные планеты просто легче обнаружить.
- Проксима Центавра b (GJ 551 b) — планета у ближайшей к Солнцу звезды. Является кандидатом в экзопланеты земного типа.
- HAT-P-32 b — планета, имеющая наибольший радиус среди известных экзопланет. Её радиус составляет 2,037 (± 0,099) радиуса Юпитера.
- WASP-33 b — планета с самой высокой температурой поверхности, которая составляет 3200 °C. Такую же температуру поверхности имеют красные карлики.
- PSR J1719-1438 b — экзопланета, имеющая наибольшую плотность (приблизительно 23 г/см³).
- HD 106906 b — экзопланета, имеющая большую полуось. Эта планета находится на расстоянии 97 миллиардов километров (650 а. е.) от родительской звезды.
Астрономия по-настоящему грандиозная наука, хотя бы потому что в ней всё измеряется масштабами космоса. Одна лишь мысль о том, что на расстоянии нескольких десятков световых лет от нас есть экзопланета похожая на нашу Землю, способна вызвать восхищение и мурашки по коже.
Автор: Елизавета Жданова
