Экзопланета: что это такое и как ее ищут

Космические глубины всегда интересовали человечество. Там можно найти ответы на вопросы, связанные с существованием самой Земли, узнать, есть ли другие цивилизации. Другая жизнь возможна на экзопланетах, которые исследователи впервые обнаружили в 80-х годах XX века.

Суть понятия «экзопланета», их виды

Что такое экзопланета? В переводе с др.-греч. «ἔξω», «exō» означает ‘вне’, ‘снаружи’. Экзопланета — планета, которая расположена вне Солнечной системы и находится возле других звезд, подобных Солнцу.

Первые экзопланеты обнаружили в конце 1980-х годов. Значительная удаленность от Солнца, малый размер и тусклость не позволяли отыскать их раньше с помощью визуальных методов. Поиск стал возможен благодаря совершенствованию научных методов непрямого обнаружения. Первый снимок гигантской газовой экзопланеты HIP 65426 b был сделан космическим телескопом «Джеймс Уэбб» в сентябре 2022 года.

Сколько экзопланет во Вселенной? На 31 августа 2022 года известно о существовании 5156 экзопланет, которые имеют повторную регистрацию с наземных телескопов. Самая близкая к Земле — Проксима Центавра b.

В 1995 году была создана база данных экзопланет — The Extrasolar Planets Encyclopaedia. В начале 2000-х в каталоге было только 10, а в 2014 году — больше 800 объектов.

Наименованием экзопланет заведует Международный астрономический союз. Кроме базы данных, открытые небесные тела заносят в Washington Multiplicity Catalog (WMC). Экзопланеты называют по имени звезды, вокруг которой движется планета, с добавлением прописной буквы, начиная с «b». Вторую открытую в этой системе планету именуют «с» и т. д. Например, открытая в звездной системе 55 Cancri первая планета получила название 55 Cancri b.

Если речь идет о бинарных звездах, связанных между собой гравитацией, вращающиеся возле таких звезд планеты называют следующим образом: к заглавной букве звезды добавляют строчную букву планеты. Например, в созвездии 16 Лебедя открытую в 1996 году экзопланету назвали 16 Лебедя Bd.

В 2015 году Международный астрономический союз провел эксперимент, объявив о всемирном голосовании за присвоение звездам и экзопланетам собственных имен. В результате собственные имена получили 14 звезд и 31 экзопланета. В результате звезду 55 Cancri назвали Коперником, а вокруг нее теперь вращаются Галилео, Липперши, Браге, Хэрриот, Янсен, пишет TechInsider. Звезду Лич окружает Полтергейст, Драугр ('живой мертвец' в скандинавской мифологии), Фобетор (бог кошмаров в Древней Греции). По мнению ученых, собственные имена звезд и планет непрактичны, поэтому будут ли в дальнейшем открытые планеты и звезды получать такие названия, неизвестно.

При характеристике экзопланет ученые сравнивают их с известными планетами Солнечной системы. Например, есть Суперземля (по массе больше Земли, но меньше Юпитера), Горячий Юпитер (масса приблизительно как у Юпитера, но к своей звезде такие планеты на два порядка ближе, чем Юпитер к Солнцу).

Какие планеты называют экзопланетами? Если сказать просто, это планеты вне Солнечной системы. Среди экзопланет выделяют два типа планет:

• газовые (состоят в основном из газов и имеют небольшую плотность);
• земного типа (состоят из твердых веществ).

Первыми открытыми экзопланетами оказались газовые гиганты. Обнаружить их было легче всего. Астрофизик из Аризонского университета Давид Сударский классифицировал газовых гигантов в зависимости от степени разогрева их атмосферы. Температура на экзопланетах колеблется от −120 °C, как у Юпитера и Сатурна, и до 1100 °C.

Судя по числу открытых экзопланет, в космосе большое количество планетных систем. Они отличаются от Солнечной системы. Ученые подозревают, что экзопланеты с другими характеристиками пока не доступны для поиска.

Как ищут экзопланеты и есть на них жизнь

Существуют несколько методов, позволяющих отыскать экзопланеты. Наблюдения из космоса более точные, так как точка с Земли может искажать видение.

Вот наиболее распространенные методы их поиска:

• Транзитный метод, который используют наземные обсерватории и космические телескопы. Планету можно увидеть, когда она проходит транзитом между точкой наблюдения с Земли и своей звездой.
• Метод Доплера позволяет обнаружить планеты-гиганты и превышающие массу Земли. В момент движения планеты вокруг звезды последняя раскачивается, и по смещению спектра можно определить массу планеты, период обращения.
• Метод прямого наблюдения дает прямые изображения экзопланет с помощью изоляции от света их звезды.

В 2009 году для исследования экзопланет НАСА запустило космический телескоп «Кеплер» с диаметром зеркала 0,95 м. На 2015 год благодаря космической обсерватории было подтверждена природа больше, чем 1 тыс. планет и 4700 кандидатов. В декабре 2021 года был запущен космический телескоп «Джеймс Уэбб» с зеркалом диаметром 6,5 м. Экзопланеты он сможет отслеживать напрямую, а также изучать состав их атмосферы.

Изучение экзопланет и их звезд на разных этапах развития поможет лучше понять устройство Солнечной системы, предположить ход ее развития и сроки жизни.

Есть ли жизнь на экзопланете? Достоверного ответа на данный момент нет. Ученые прогнозируют, что только в галактике Млечный Путь обитаемых планет около 300 миллионов. Не имеется в виду обязательно наличие цивилизаций, разумной жизни в нашем понимании. Даже присутствие микробов говорит о наличии жизни и пригодности атмосферы планеты к их существованию. Если найдут хоть одну планету со следами жизни, с вероятностью до 97% можно будет утверждать, что в нашей Галактике есть и другие такие планеты.

Существующий в настоящее время список потенциально жизнепригодных экзопланет включает 59 экзопланет и четыре планеты Солнечной системы (Землю, Венеру, Марс, Меркурий). Планеты отсортированы в соответствии с индексом подобия Земле, разработанный Лабораторией жизнепригодности планет при университете Пуэрто-Рико в Аресибо. Индекс сравнивает экзопланеты с Землей по шкале от 0 до 1, где 1 означает полную идентичность. Учитывают радиус планеты, ее плотность, вторую космическую скорость и температуру поверхности.

В поисках жизни на экзопланетах ученые проявляют больший интерес к тем космическим телам, которые находятся в так называемой «зоне обитания». Это расстояние между планетой и звездой, позволяющее оптимально нагреть поверхность планеты, чтобы растопить лед, получить воду, но не выжечь всю поверхность. Например, ближайшая к Земле экзопланета Проксима b (расстояние 4,22 световых года) с индексом подобия 0,87 слишком близка к своей звезде. Вода там могла испариться, а поверхность подвергнуться жесткому облучению и выжиганию солнечным ветром.

В ближайшие десятилетия ожидается технологический прорыв в области изучения космоса. В результате информация о планетах за пределами Солнечной системы значительно увеличится.

Звездное небо таит в себе еще много неизведанного и интересного. Теоретически на какой-то из экзопланет, так же как и на Земле, возможна жизнь. Человечество стоит на пороге этого открытия.