Последние 15 лет чужие планеты все ближе подбираются к Солнечной системе. Первую планету, обращающуюся вокруг нормальной звезды, открыли в 1994 году в 50 световых годах от нас. Масса объекта, который неофициально прозвали Беллерофонтом, в 150 раз больше массы Земли, а крутится он вокруг едва различимой невооруженным глазом звезды 51 (читается как «пятьдесят первая») Пегаса. Отсюда, собственно, и название.
400 планет – больших и разных
За Беллерофонтом последовали сотни других планет – то близких, то далеких, чаще больших и реже маленьких, в большинстве случаев горячих, нечасто холодных и совсем редко – достаточно теплых, но не слишком раскаленных для жизни. Сейчас их число уже перевалило за четыре сотни, а способов искать внесолнечные планеты ученые знают как минимум пять. Впрочем, за несколькими исключениями, которые можно пересчитать по пальцам одной руки, сами эти планеты мы не видели и все выводы об их характеристиках сделали при изучении света родных для них звезд.
Большинство найденных внесолнечных планет – гиганты вроде нашего Юпитера по той простой причине, что именно такие планеты легче всего обнаружить. Каким бы способом вы не пользовались в поисках, большой и массивный спутник будет сильнее влиять на движение и свет звезды. По той же причине большинство этих планет – горячие: влияние планеты на звезду тем сильнее, чем она к ней ближе, а вблизи планеты сильно нагреваются.
Наконец, значительное число звезд, вокруг которых найдены планеты – это звезды-карлики, тусклые красные светила в несколько раз слабее солнца. Опять же по той причине, что при прочих равных влияние планеты на маленькую звезду будет сильнее, чем на крупную.
Горячая тройка в Деве
Тем интереснее результаты поисков сразу нескольких независимых групп, обнародованные накануне вечером. Самой яркой из них, безусловно, стала работа группы астрономов из Австралии, Великобритании и США, нашедших полноценную планетную систему у яркой звезды 61 Девы, расположенной всего в 28 световых годах от Земли. Статья с ее описанием должна быть вскоре опубликована на страницах Astrophysical Journal, а пока доступна в Архиве электронных препринтов Корнельского университета.
61 Девы – фактически двойник Солнца; она лишь на 5% легче, чем наше светило. Вокруг этой звезды, которую можно увидеть невооруженным глазом, крутятся сразу три спутника планетных масс. Масса одного из них – всего 5 масс Земли, второго – 18 масс Земли, третий – в 24 раза массивнее нашей планеты. Вокруг своей звезды они обращаются по чуть вытянутым орбитам за 4, 38 и 124 дня соответственно. Если поместить их внутрь Солнечной системы, две из этих орбит окажутся внутри орбиты Меркурия, а третья, самая внешняя, почти дотянется до орбиты Венеры.
Разумеется, при такой близости к своему светилу ни одно из этих тел нельзя назвать очень привлекательным для жизни. На самой внутренней планете равновесная температура составляет около 900 градусов по шкале Цельсия, на второй – 400, на третьей – 150; все, разумеется, со знаком «плюс».
Двойка на Весах
Вторая система, описание которой должно появиться на страницах Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, крутится вокруг звезды HD 134987, она же 23 Весов. Это также звезда, похожая на Солнце, однако невооруженному глазу она недоступна, ее можно увидеть лишь в бинокль. Находится планетная система на расстоянии около 100 световых лет от Земли.
Одна планета, с орбитальным периодом около 258 дней, известна здесь уже около десяти лет. Однако, разбираясь в данных об изменении наблюдаемой скорости звезды, ученые нашли сигнал от еще от одного объекта, кружащегося по орбите с периодом в без малого 14 лет. Массы объектов – 0,8 и 1,6 массы Юпитера, при этом период внешней (медленной) планеты близок к периоду настоящего Юпитера, который крутится в нашей собственной планетной семье.
Астрономы полагают, что это хороший знак – похоже, мы потихоньку учимся находить системы, похожие на нашу. Раньше для этого не хватало чувствительности астрономических приборов. Между прочим, на внешней планете условия могут оказаться даже подходящими для жизни – если у нее есть спутники; считают же спутник Юпитера Европу с ее подледным океаном местом с потенциальной возможностью найти жизнь.
Гибрид Кита
Третья система, статья о которой также подготовлена для публикации в Astrophysical Journal, также окружает звезду, похожую на Солнце – объект HD 1461, находящийся на расстоянии около 75 световых лет в созвездии Кита, лишь немногим больше нашего светила. Ее блеск тоже недостаточен, чтобы увидеть ее невооруженным глазом, но в бинокль, имея координаты, и ее найти несложно.
Здесь мы имеем дело с системой, которая похожа на обе описанных выше системы одновременно. Самая внутренняя планета – это тоже «супер-Земля», как и у 61 Девы, с массой около 7,4 массы Земли и периодом всего в 5,77 дня. Условия на ней, несмотря на название, тоже далеки от земных – температура здесь под 1000 градусов по Цельсию в среднем и еще выше – на дневной стороне.
Зато две другие планеты имеют период в 1,5 года и 14 лет – примерно, как у Марса и Юпитера. Правда, масса «марса» почти в 30 раз больше земной, а не в 10 раза меньше, как у настоящего Марса. Зато «юпитер» из созвездия Кита в 4 раза легче нашего Юпитера, а условия на его спутниках – если они там есть – почти такие же, как на спутниках крупнейшей планеты Солнечной системы.
Нижние оценки
сдвиг
Эффект Допплера
изменение частоты видимого света (или любого другого волнового сигнала) от объекта, который приближается к наблюдателю или удаляется от него. Частота света приближающегося источника увеличивается, удаляющегося источника – уменьшается.
Сдвиг частоты зависит (если не учитывать эффектов теории относительности) лишь от одной компоненты относительной скорости источника и наблюдателя — вдоль прямой, их соединяющей. Эту компоненту называют лучевой скоростью.
Ко всем эти открытиям надо, впрочем, добавить одно «но». Все приведенные оценки массы – нижние границы истинного значения. Все эти планеты открыты методом лучевых скоростей, то есть по периодическим изменениям скорости звезды из-за притяжения кружащихся вокруг нее планет. Этот метод позволяет оценить лишь проекцию истинной скорости на луч зрения, а она почти всегда меньше полной скорости. Так что значение массы наверняка чуть недооценено.
Единственный случай, когда лучевая скорость совпадает с полной – это когда плоскость орбиты планеты лежит точно вдоль луча зрения. Но в этом случае планета должна регулярно проецироваться на диск звезды, на несколько часов чуть затмевая ее блеск. Пока данных о блеске что 61 Девы, что 23 Весов, что HD 1461 недостаточно, чтобы уверенно зафиксировать эти затмения.
А ведь как было бы здорово! Ведь такое затмение позволяет вычислить и реальный геометрический размер планеты, что вкупе с массой из допплеровских измерений дает ее плотность. А по этим данным ученые уже могут построить физическую модель небесного тела. По слухам, вскоре ученые сообщат о ровно таких измерениях – правда, для другого объекта. Будем ждать известий о новых пополнениях в семье экзопланет.
