Компьютерра PDA N76 (27.11.2010-03.12.2010)

Поиск и наблюдение экзопланет, увы, куда более затруднительный процесс, нежели наблюдение звёзд, галактик, чёрных дыр и других что-нибудь излучающих объектов. Прямое наблюдение экзопланет в оптическом диапазоне или с помощью радиотелескопов - современных, во всяком случае, довольно затруднительно, а в подавляющем большинстве случаев - и просто невозможно.

Планеты не излучают собственный свет в видимом спектре - только отражённый. Большую часть энергии они отдают в инфракрасном диапазоне. Только с помощью очень чувствительных инфракрасных телескопов возможно прямое обнаружение таких небесных тел, при этом необходима ещё и сложная процедура "отделения зёрен от плевел" - то есть из суммарного излучения солнца и планеты необходимо вычитать излучение самого Солнца.

Всего четырнадцать планет были обнаружены с помощью прямых наблюдений - в оптическом или радиодиапазонах.

Поэтому чтобы найти большинство экзопланет используются косвенные методы. Самым очевидным из них, но отнюдь не самым эффективным стал метод наблюдения транзитов. Иными словами, если (ключевое слово - "если") экзопланета в какой-то момент оказывается точно между Землёй и своей звездой, то она, проходя через диск этой звезды, едва заметно её затмевает, что приводит к кратковременному падению светимости.

Фотометрические наблюдения позволяют построить график колебаний блеска звезды во времени, по которому затем вычисляется период обращения планеты и её радиус. Но: во-первых, доля экзопланет, сориентированных "ребром" своей орбитальной плоскости точно к Земле, очень невелика. Кроме того, "затмение" может длиться всего несколько часов, а следующего ждать приходится по нескольку дней, а то и месяцев или даже лет. К тому же, сколько-нибудь существенно падение блеска возможно лишь в том случае, если планета действительно крупная. В этом случае возникает новая проблема: надо доказать, что это именно газовый гигант, а не более тёмная карликовая звезда-компаньон или так называемый коричневый карлик - нечто среднее между газовыми гигантами и звёздами. Сейчас принято считать, что коричневый карлик - это объект с массой более тринадцати масс Юпитера.

Наконец, случается так, что за планету принимают вообще нечто постороннее. Так, например, несколько лет назад "свежеоткрытая" экзопланета-гигант оказалась не более чем пятном на поверхности звезды.

В общем, сложностей много, и сам по себе метод наблюдения транзитов стопроцентной надёжности не даёт (как, впрочем, и все остальные).

С другой стороны, транзитный метод в теории позволяет отыскивать и совсем некрупные планеты - при условии надлежащей чувствительности аппаратуры. Поскольку некрупные планеты оказывают гравитационное воздействие и на свою звезду, и на газовые гиганты (если такие найдутся поблизости), их можно обнаружить именно с помощью метода, называемого Transtit Timing Variations.

В 2010 году так уже была найдена планета WASP-3c.

В большинстве случаев "главными" методами поиска и обнаружения экзопланет являются астрометрия и метод лучевых скоростей, он же - метод допплеровской спектроскопии.

В основе метода лучевой скорости лежит оценка радиальной (лучевой) скорости звезды.

Если некоторый объект (светило) движется относительно наблюдателя А, то есть в нашем случае Земли, то скорость его движения может быть разложена на две составляющие.

Одна из них, представляющая проекцию скорости на луч зрения или радиус-вектор, называется лучевой скоростью звезды, а трансверсальная составляющая скорости, перпендикулярная лучу зрения, называется собственным движением

.

Лучевая скорость звезды сама по себе определяется по допплеровскому смещению её спектра (путём сравнения фотографий спектра звезды в разное время).

Поскольку не только звезда и её планета (или планеты) оказывают гравитационное воздействие друг на друга, планета наводит определённые колебания на свою звезду (собственно, обнаружение таких колебаний и является целью астрометрии), а это сказывается на её лучевой скорости - она становится неравномерной.

Естественно, изменения в спектре оказываются крайне малы, - но достаточны, чтобы обнаружить у звезды "невидимого компаньона"

Так была открыта первая в истории экзопланета - Гамма Цефея Ab, как и первый "горячий Юпитер", располагающийся возле солнцеподобной звезды - 51 Пегаса b, (51 Pegasi b) и львиная доля других "крупнокалиберных" планет. Можно ожидать, что по мере увеличения чувствительности астрономического оборудования точность измерений будет расти, как и количество обнаруженных экзопланет, причём не только гигантских.

Из 504 известных на сегодня экзопланет этим методом были обнаружены 469 штук. И это число явно продолжит увеличиваться со временем.