В бескрайних просторах космоса, помимо знакомых нам планет Солнечной системы, прячутся мириады других миров. Экзопланеты, как их называют астрономы, вращаются вокруг далеких звезд, будоража наше воображение и заставляя задуматься о возможности существования жизни за пределами Земли.
Но как найти эти неуловимые миры, затерянные в чернильной темноте космоса? Ведь сами экзопланеты не излучают свет, а лишь слабо отражают свет своих звезд, что делает их практически невидимыми на фоне яркого звездного сияния.
Тут на помощь астрономам приходит научная смекалка и высокотехнологичное оборудование. Один из самых эффективных методов поиска экзопланет – транзитный метод. Он основан на тщательном наблюдении за яркостью звезды. Когда планета проходит между звездой и телескопом, наблюдается небольшое, но измеримое падение яркости звезды. Представьте, что крошечный комар пролетает на фоне мощного прожектора – именно такую картину фиксируют чувствительные телескопы.
И именно таким образом работает космический телескоп TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite – Спутник для исследования транзитных экзопланет) – неутомимый охотник за далекими мирами. TESS сканирует небо, фиксируя малейшие колебания яркости миллионов звезд.
Однако, одно лишь падение яркости звезды еще не гарантирует наличие планеты. Оно может быть вызвано и другими факторами, например, звездными пятнами или прохождением перед звездой облака космической пыли. Чтобы подтвердить, что наблюдаемое явление действительно вызвано планетой, на помощь приходит спектрограф HIRES, установленный на телескопе Keck на вершине вулкана Мауна-Кеа на Гавайях.
Спектрограф позволяет разложить свет звезды на составляющие цвета – спектр, и выявить в нем мельчайшие смещения. Если звезда колеблется под действием гравитации невидимого компаньона – планеты, то эти колебания отражаются в ее спектре. Этот метод, называемый методом лучевых скоростей, позволяет не только подтвердить существование планеты, но и определить ее массу.
Благодаря совместным усилиям TESS и Keck астрономы уже обнаружили более 120 подтвержденных экзопланет и еще несколько десятков кандидатов ждут своего подтверждения. Среди них есть и раскаленные газовые гиганты, вращающиеся в опасной близости от своих звезд, и ледяные миры, покрытые вечной мерзлотой.
Одним из самых удивительных открытий TESS-Keck стала планета TOI-1347 b – настоящий гигант среди каменистых планет. Ее масса в 10 раз превышает массу Земли, а это ставит под сомнение существующие теории формирования планет. Возможно, TOI-1347 b представляет собой недостающее звено между каменистыми планетами, подобными Земле, и газовыми гигантами, подобными Юпитеру.
Еще один интересный объект исследования для астрономов – планеты, вращающиеся вокруг звезд-субгигантов. Эти звезды уже прошли стадию активной жизни и начали превращаться в красных гигантов. Изучая такие системы, ученые пытаются заглянуть в будущее нашего Солнца и понять, какая судьба ждет нашу планету, когда Солнце исчерпает запасы водорода и начнет расширяться, превращаясь в красного гиганта.
Астрономы также уделяют особое внимание исследованию атмосфер экзопланет. Анализируя свет звезды, проходящий сквозь атмосферу планеты, ученые могут определить ее химический состав и выявить наличие воды, метана, углекислого газа и других веществ, которые могут свидетельствовать о возможности жизни.
Каждое новое открытие TESS-Keck, подобно кусочку пазла, помогает составить более полную картину Вселенной и нашего места в ней. Экзопланеты демонстрируют нам невероятное разнообразие миров, существующих в космосе, и заставляют задуматься о том, что мы не одиноки во Вселенной. Поиски экзопланет – это увлекательное путешествие в неизвестность, полное открытий и сюрпризов. И можно с уверенностью сказать, что впереди нас ждут еще более захватывающие находки.
Исследование опубликовано в приложении к Astrophysical Journal.
Читайте также: Планеты когда-нибудь на самом деле выстраиваются в ряд?
