100 великих научных открытий

Впрочем, уже в XVII в. итальянский астроном Галилео Галилей благодаря телескопу-рефрактору с объективом в виде выпуклой линзы доказал гипотезы своего земляка, а также нашел у некоторых планет, вращающихся вокруг Солнца, собственные зависимые планеты — спутники. Дальнейшие усовершенствования телескопа и создание рефлектора с зеркальным объективом расширили возможности астрономов и позволили англичанину Уильяму Гершелю в 1781 г. открыть предпоследнюю планету в Солнечной системе — Уран, определить ее орбиту и предсказать возможные позиции.

Однако последующие наблюдения за Ураном показали, что движется он не совсем так, как рассчитывал Гершель. Это дало основание французу Урбену Леверье (1811–1877) предположить, что на Уран силой своего тяготения влияет еще одна планета, расположенная дальше него от Солнца. В подтверждение Леверье сопоставил отклонения Урана от «правильной» траектории с формулой Ньютона, согласно которой притяжение между планетами определяется их массами и расстоянием между ними, — и получил координаты искомого тела. Затем немецкий астроном Иоганн Галле посмотрел по указанному направлению в телескоп — и вуаля! ― вот он, восьмой от Солнца Нептун!

После этого астрономы всего мира загорелись идеей найти планеты за пределами Солнечной системы. Они научились вычислять расстояния до звезд и выяснили, что те отдалены от Земли на миллиарды километров и что Солнечная система не стоит на месте, а движется в направлении созвездия Геркулес. Они открыли, что у звезд тоже могут быть спутники: например, Сириус ходит по кругу в паре со звездой Сириус Б, а Процион — вместе с Проционом Б, причем обе «Б» являются белыми карликами (ядрами старых массивных звезд, сбросивших свою оболочку). Открытие спектрального анализа лучей и закона о доплеровском смещении (согласно которому темные линии спектра смещаются в зависимости от приближения или отдаления звезды, определяющего, в свою очередь, изменение длины волны) позволило ученым находить скорость, направление и химический состав звезд. А изобретение фотографии и мощных телескопов с шестиметровым объективом дало возможность заглянуть в самые глубины космоса.

В 1940-х советский геофизик Отто Шмидт выдвинул вполне обоснованную концепцию, согласно которой планеты зародились из небольших, диаметром от нескольких миллиметров до пары километров, камней, слепленных из пылинок и частиц солнечного газа, которые соединялись силами тяготения. Когда такой камень становился достаточно большим, он начинал притягивать уже не пылинки, а другие камни, наращивая объем и массу. В начале 1980-х инфракрасная обсерватория зафиксировала молодые звезды, вокруг которых и правда клубились облака газа и пыли, где, по всей вероятности, впоследствии должны были возникнуть новые планеты.

Во второй половине ХХ в. голландский астроном Питер ван де Камп (1901–1995) попытался найти планеты у звезды Барнарда, расположенной относительно близко к Земле. Изучив все снимки звезды за последние 25 лет, ученый сделал вывод, что у нее есть собственная планета, которая преодолевает один круг за 24 года и в полтора раза превосходит по массе Юпитер. Затем Камп проанализировал более ранние фотографии и «открыл» еще две планеты, сравнимые по тяжести с Юпитером. Однако последующие наблюдения свели на нет все труды голландца: звезда не колебалась — за ней не было замечено регулярных сжатий и увеличений в объеме, а это означало, что она не испытывает стороннего воздействия.

Осознав, что фотографии в поисках никак не помогут, ученые обратились к спектральному анализу ― обнаружили планеты в системе пульсара PSR 1257+12

 — молодой нейтронной звезды с очень мощным магнитным полем и высокой скоростью вращения. Открытие совершил американец Александр Вольжан в 1991 г.: любой пульсар постоянно излучает электромагнитные волны большой длины, так что ученый смог точно измерить частоту поступающего от звезды сигнала, а по частоте определил, какими порциями-квантами исходит излучение и насколько сильно колеблется светило. Полученные данные указали на то, что вокруг PSR 1257+12 вращаются три планеты, в несколько раз превышающие по габаритам Землю. Чуть позже была найдена и четвертая планета — все они двигались с пропорциональной скоростью и регулярно сближались.