- HARPS - спектрограф, прикрепленный к одной из машин Чилийской обсерватории, наблюдения которой основываются на методе лучевых скоростей.
- Обсерватория Кека - крупная обсерватория, состоящая их пары мощнейших зеркальных телескопов. Диаметр каждого из трех зеркал устройства достигает 10 метров.
Другие запланированные миссии:
- Gaia - новая космическая обсерватория. Главная цель ее запуска - создание 3D карты Млечного пути. Также с помощью Gaia ученые надеются обнаружить еще примерно 10 тыс. экзопланет.
Проекты в работе:
- TESS - находится в стадии разработки. Проект будет реализован к 2017 году.
- EChO - ведется теоретическая проработка всех деталей проекта. При «согласии» ЕКА запуск планируется на 2022 год.
- ATLAST - ведется усиленная работа над проектом. Запуск ожидают только после 2025 года.
Помимо скорой реализации космических миссий, ученые также планируют заняться совершенствованием наземных инструментов. Например, на корпус строящегося Европейского чрезвычайно большого телескопа будет «посажен» прибор, который даст возможность изучать атмосферу экзопланет.
Наиболее распространенные методы обнаружения экзопланет в нашей Галактике
1. Метод Доплера - один из самых популярных методов, суть которого заключается в расчете радиальной скорости светила. Благодаря данному способу также могут фиксироваться планеты величиной, превосходящей в несколько раз величину нашей планеты. Наблюдаемые планеты-гиганты обычно располагаются относительно близко к своему светилу. Обращаясь вокруг звезды, они раскачивают ее. Именно такие изменения в смещении спектра звезды и можно обнаружить при помощи метода Доплера. Также он позволяет производить точный расчет амплитуды колебаний скорости непосредственно для пары - «звезда-планета», массу наблюдаемого объекта, эксцентриситет и период обращения. С активным использованием данного метода в поиске и обнаружении тел такого типа, ученые смогли зарегистрировать более 600 новых планет.
2. Транзитный метод заключается в определении момента, когда планета будет пересекать диск звезды. Первым признаком того, что какое-либо тело проходит через диск светила, является ослабление ее светимости. Для определения размеров и плотности планет, транзитный метод исследования как правило сочетают с методом Доплера. Следует отметить, что данным способом возможно зафиксировать лишь те объекты, обриты которых принадлежат к одной плоскости, что и точка наблюдения. Благодаря транзитному методу удалось открыть около 185 планет.
3. Метод гравитационного микролинзирования. Он заключается в выборе третьего объекта - звезды, выступающей в качестве линзы, которая будет фокусировать своим гравитационным полем свечение того светила и ее системы. Если вокруг «линзы» обращаются планеты, то об этом будет свидетельствовать появившаяся асимметричная кривая блеска и, вероятно, будет замечено отсутствие ахроматичности. Нужно отметить, что в применении на практике данный метод имеет достаточно ограничений. Таким способом было обнаружено только 13 планет.
4 Астронометрический метод. Его суть - отслеживание изменений собственного движения светила под воздействием гравитации планеты. Прибегая к этому методу исследования, ученые смогли установить более точные массы многих экзопленет. Например, Эпсилона Эридана b.
5. Радионаблюдение пульсаров. В случае, если в их системах существуют планеты, то это достаточно просто распознать по излучаемому сигналу. Он будет носить осциллирующий характер. Потоки излучения огромной мощности будут образовывать в пространстве конические поверхности. И, если на одной из них окажется, к примеру, Земля, то ее излучение будет немедленно зарегистрировано. С применением данного метода было найдено еще 5 планет.
6 Прямое наблюдение. Данный метод заключается в получении прямых изображений экзопланет, подавляя яркость светила. Данный способ наиболее эффективен при наблюдениях за горячими и удаленными от своих звезд планетами.
В ближайшем будущем телескоп Джеймса Вебба сможет напрямую "выходить" на экзопланеты и подробно изучать их атмосферы.
Номенклатура
Название экзопланеты состоит из двух частей. Первая часть - это название звезды, к системе которой она принадлежит. Вторая часть названия - латинская строчная буква. Самая первая открытая планета, «закрепленная» за той или иной звездной системой, будет называться планетой «b», следующая - «с», затем «d». Буква «а» в наименованиях планет не фигурирует, так как этот символ подразумевает само светило. Необходимо сделать акцент на то, что названия планетам даются не по мере их приближенности к звезде. То есть, объект «с» может находиться на меньшем расстоянии от центра системы, нежели объект «b».
В названиях экзопланет также существуют и исключения. Еще до обнаружения звездной системы 51 Пегаса, названия экзопланет звучали по-другому. Одним из первых объектов, обнаруженных вблизи пульсара PSR 1257+12 были даны названия с прописными буквами. Например, PSR 1257+12 B. Более того, сразу после нахождения новой планеты, расположенной на меньшей дистанции от звезды, ей давалось название PSR 1257+12 A вместо D.
Вскоре все старые названия были изменены на новые, которые соответствуют более поздним правилам наименования.
Не секрет, что многие экзопланеты также имеют свои «прозвища». Например у планеты 51 Пегаса b существует второе имя - «Беллерофонт». По мнению ученых присваивание экзопланетам личных имен считается неэффективным.
Свойства экзопланет
Планеты существует примерно у 10% светил. Их количество также растет с обнаружением новых, более эффективных способов их исследования и совершенствованием техники.
Первые открытые планеты принадлежали к виду планет-гигантов. Это связано с тем, что в прошлом объекты меньших габаритов обнаружить было гораздо труднее, нежели сегодня. В наше время современная техника позволяет фиксировать тела, схожие по массовым показателям с Нептуном. Около 200 экзопланет, обнаруженных в ходе работы телескопа Кеплер, имеют примерно такую же массу, что и Земля, а размеры 680 таких объектов схожи с размерами суперземель. Планет с массовыми показателями, как у Нептуна на данный момент насчитывается более 1000, а юпитерских более 200.
Ученые отмечают выраженную зависимость наличия планет-гигантов в системе от процентного соотношения тяжелых металлов в составе звезды. Системы, включающие в себя планеты данной группы, чаще всего относятся к системам со звездами солнечного типа. У Красных карликов количество таких планет намного меньше. Недавние наблюдения, проводимые с задействованием метода гравитационного микролинзирования, указывают на то, что в известных на сегодняшний день системах преобладают планеты массой, подобной Урану и Нептуну.
Ученым удалось вычислить диаметр большинства обнаруженных планет, что позволило рассчитать их плотность, и положило начало новых теорий, связанных с наличием массивных ядер, которые состоят из тяжелых металлов. Тристану Гийо в сотрудничестве с европейской группой ученых удалось установить, что при сопоставлении плотности объектов с процентным содержанием тяжелых элементов в их звездах, существует определенная закономерность. Планеты, рождающиеся в звездных системах, подобных Солнцу, преимущественно имеют некрупные ядра, чего нельзя сказать об объектах, сформировавшихся у звезд с наибольшей концентрацией металлов.
Ученые выяснили, что у экзопланет с внутренним содержанием, состоящим из нескольких слоев (ядра, коры и мантии) имеется способность высвобождать тепло, которое могло бы активно участвовать в создании и сохранении оптимальных условий для существования на них живых существ.
Планета, которая по большинству параметров схожа с Землей, была обнаружена в 2009 году. Температура поверхности Глизе 581 c находится в диапазоне от 0 до 40 °C. Данный факт дает возможность предположить, что здесь может находиться вода, или даже существует жизнь.
Некоторые планетные системы
Ипсилон Андромеды d - планета, относящаяся к категории газовых гигантов, содержащих водный пар - облака. Одной из самых популярных тем, связанных с экзопланеторологией, является вопрос о реальном существовании у гигантских газовых планет больших спутников. До настоящего времени ученым не удалось обнаружить ни один объект, походящий на «луну» экзопланеты-гиганта.
51 Пегаса - звезда подобная Солнцу - первое обнаруженное светило, в системе которой ученые нашли экзопланету.
υАндромеды - одна из первых звезд, в области которой удалось обнаружить сразу несколько экзопланет
Тау Кита - самая близкая с Солнцу звезда, где было зафиксировано вращение сразу пяти планет, но это открытие пока ожидает подтверждения.
εЭридана - одно из самых близких от Солнца звезд, которую также можно увидеть невооруженным глазом.
55 Рака - здесь было открыто 5 планет. Одну из них астрономы определили, как горячую суперземлю, которая оказалась в 2 раза больше Земного шара.
γЦефея - одна из первых бинарных звездных структур, где была найдена экзопланета.
Gliese876 относится к виду светил, именуемых красными карликами. Оно стало первым из звезд такого типа, где было найдено несколько планет.
HD209458 - звезда, в области которой обращается одна из интереснейших космических «находок» ученых - «испаряющаяся планета» HD 209458 b.
KOI-961, KOI-961 d и KOI-961 b - планеты, обитающие вблизи звезды KOI-961, относящейся к красным карликам. Размер радиусов "находок" также приближен к размерам радуса Земли.
OGLE-235/MOA-53 - экзопланета, впервые найденная в ходе испытания метода гравитационного линзирования.
μЖертвенника. Оказалось, что в данной системе содержится одна из самых «легких» экзопланет, предположительно относящихся к телам земной группы.
PSR1257+12 - пульсар, в котором существует уникальная система планет, впервые найденная за пределами нашей звездной системы. Примерная масса одного из ее объектов равен 0,025 от общей массы Земли.
HD188753 - еще один уникальный космический "комплекс", состоящий из трех звезд. Большой неожиданностью для ученых стало обнаружение в этой области планеты HD188753Ab
HD189733 - звездная система, где обитает планета HD189733b. - первая в истории астрономии экзопланета, к которой ученые сделали карту температур.
HD85512b, Глизе 581 c, Kepler-22 b, Глизе 581 d - уникальные экзопланеты вне Солнечной системы, которые по многим параметрам схожи с Землей.
WASP-17 b - планета, вращающаяся в противоположную сторону вращения своего светила.
Глизе 581 g - планета, на которой, вероятно, существует вода в жидком виде.
COROT-7 b - одна из первых выявленных суперземель, зафиксированных при использовании транзитного метода. Ее размеры превосходят земные примерно в 1,5 раза.
OGLE-TR-56 - звезда, обнаруженная учеными, применявшими транзитный метод.
HD10180 - звезда, вблизи которой удалось зафиксировать группу с наибольшим количеством планет. На сегодня их насчитывается 9.
Kepler-10 b - самая плотная планета (8,8 г/см³).
Kepler-11 - светило, входящее в созвездие Лебедя, где также обнаружили 6 планет.
WASP-19 b - планета с периодом обращения 19 часов вокруг своей оси, что соответствует около 0, 788 нашим суткам.
GJ1214b - единственная известная нам планета-океан.
KOI-961 d - одна из самых мелкогабаритных удаленных планет
WASP-33 b - самая нагретая экзопланета. Ее температура составляет 3200 °C.
GJ1214b и WASP-43 b - обладатели самых «сжатых» орбит. GJ1214b - среди планет земной группы, а WASP-43 b - среди раскаленных юпитеров.
KIC6185331b и KIC10905746b - первые планеты, открытые не профессионалами, а «любителями».
Kepler-20 f и Kepler-20 e - одни из известных экзопланет, размеры которых очень близки к размерам Земли.
KOI-961, KOI-961 d и KOI-961 b - планеты, обращающиеся вблизи звезды KOI-961, относящейся к красным карликам. Размер их радиусов также приближен к размерам радиуса Земли.
HD37605c - впервые обнаруженный в 2012 году так называемый «холодный юпитер».
47 Большой Медведицы - звезда, содержащая 3 холодных юпитера - и 47 Большой Медведицы d, 47 Большой Медведицы c и 47 Большой Медведицы b
GD66b - первая газовая планета, состоящая по большей части из гелия.
WASP-12 b - планета, в области которой, вероятно, имеется экзолуна.
HIP11952c и HIP11952b - планеты, найдены в системе HIP11952. Они считаются самыми старыми. Их возраст составляет примерно 12,8 млрд лет.
Альфа Центавра Bb - пожалуй, самая близкая к нам экзопланета.
GU Рыбы b - планета, которая "держится" на рекордной дистанции от своей звезды (300 млрд км)
Последствия обнаружения экзопланет
Обнаружение новых экзопланет стало настоящим прорывом в астрономии. Данные открытия помогли сделать ученым важные выводы. Например, констатировать факт о том, что планетные системы - одно их самых распространенных систем в космосе.
К сожалению, на сегодняшний день еще не существует общепризнанной теории об образование планет. Но, получив определенную статистику, в скором будущем по этой теме должны прояснится новые важные детали.
Выяснилось, что большинство звездных систем, содержащих планеты, сильно отличаются от нашей. Ученые объясняют это селективностью применяемых способов исследования. Ведь намного проще обнаружить короткопериодичные крупные планеты, чем более мелкие, подобные Земле. Выявление планет подобных нашей сегодня можно осуществлять исключительно транзитным методом.
«Закрытие» экзопланет
Подробное исследование звезды WASP-9 при задействовании спектрометра HARPS, помогло утвердить в нем следы другого звездного спектра. А это означает, что существование экзопланеты WASP-9 b полностью опровергнуто.