Первой планеты у другой звезды, которую удалось открыть астрономам, по тогдашним научным теориям вообще не должно было существовать.
Еще в античной Греции древние ученые мужи задавали себе вопрос, а существуют ли кроме Земли и другие миры? В Средние века естествоведы и духовенство постоянно спорили и размышляли над вопросом, имеют ли далекие звезды свои планеты или нет. И лишь в 1995 году два швейцарских астронома предоставили, наконец, ответ на этот вопрос. Мишель Майор и Дидье Кело обнаружили планету, обращающуюся вокруг удаленной от нас на 51 световой год звезды 51 Пегаса. Но если смотреть на вещи трезво, то узнать о существовании этой экзосолярной планеты мы могли значительно раньше.
Очень долго наука даже не демонстрировала намерений пытаться открыть планеты у других звезд. Не было технических средств, позволяющих организовать необходимые наблюдения. И только лишь в ХХ столетии пришло время больших телескопов, которые могли помогать в осуществлении такого научного поиска.
Предательские колебания
Присутствие планеты вызывает небольшие колебания звезды, и она, если смотреть с Земли, совершает небольшие перемещения «на нас» и «от нас». Вследствие этого, со светом звезды происходит то, что происходит со звуком сирены проезжающего мимо нас полицейского автомобиля. Звуковые волны сжимаются или растягиваются до более высокого или низкого уровня высоты звука, в зависимости от того, приближается автомобиль к нам или удаляется. В случае со светом звезды вследствие ее движения происходит сдвиг длины волн в направлении красного или синего диапазона светового спектра.
Из этих колебаний в свете и можно делать выводы о существовании и свойствах планеты возле звезды. Именно поиском таких колебаний занялись в 1980 годы группы ученых из США и Канады. На протяжении лет они наблюдали за множеством звезд, собрали огромные массивы информации, но в результате «были биты» швейцарскими астрономами, которые в середине 1990 годов, наконец, смогли праздновать победу в этом своеобразном соревновании, открыв первую в истории астрономии экзопланету.
Солнечная система в качестве шаблона
Если оглянуться назад, причина этого становится понятной. Ученые были настолько уверены в том, что они должны открыть, что просто пропустили собственное открытие. В отличие от упорных швейцарцев, другие астрономы были недостаточно открыты для того, чтобы сделать открытие. В те времена были известны лишь планеты нашей собственной Солнечной системы: четыре малые планеты – Меркурий, Венера, Земля и Марс, и вращающиеся на более дальних орбитах еще четыре небесных тела – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Это выглядело совершенно логичным, ибо ближе к Солнцу строительным материалом для планет была в первую очередь пыль, а уже дальше, там, где было холоднее, наряду с пылью, присутствовали и частицы льда. Там планеты могли формироваться более массивными, и именно поэтому мы не встречаем больших планет во внутренней Солнечной системе.
Чем на большем удалении от своей звезды находится планета, тем больше времени необходимо ей для совершения оборота вокруг светила. Но длительность обращения определяет и период, с которым звезда «качается». Если планете необходимо, к примеру, десять лет на один оборот, необходимо проводить наблюдения в течение нескольких десятилетий, чтобы в достаточной мере заметить «качание» звезды, что позволит сделать соответствующее открытие, обнаружив существование планеты.
Мешающие предположения
Чем большей массой обладает планета, тем больше колебание своей звезды оно вызывает, и тем более легкой выглядит фиксация эффекта. Астрономы знали, что их инструменты позволяли открыть лишь планеты с большими массами, поэтому пришли к выводу, что им следует настраиваться на очень длительные периоды наблюдений. Поэтому они сконцентрировались в первую очередь на сборе данных, а не на их оценке и анализе. Это казалось им не просто весьма затратным по времени и средствам, но и, если учитывать господствовавшее среди астрономов мнение, совершенно бессмысленным - ведь они были уверены, что ищут массивные планеты с длинным периодом обращения.
Мишель Майор и Дидье Кело освободились от стереотипов и разработали собственный метод, при котором данные автоматически, быстро и эффективно анализировались сразу же после наблюдений. Таким образом уже очень скоро они обнаружили планету, которая, собственно говоря, теоретически не имела права существовать: большое и массивное небесное тело, сравнимое по размерам с нашим Юпитером, расположенное в непосредственной близости от своей звезды. Расстояние составляло всего восемь миллионов километров, значительно меньше, чем дистанция между Солнцем и Меркурием. Коллеги Майора и Кело, разумеется, были настроены крайне скептически, но независимые наблюдения подтвердили находку. А когда конкурирующие группы после этого проверили свои собиравшиеся на протяжении годов данные, они открыли в них и другие «невозможные» планеты.
Блуждающие планеты
Сегодня мы знаем, что планеты не обязательно должны оставаться там, где они образовались. Они вполне могут в результате взаимодействия с возникшими в период образования своей солнечной системы многочисленными планетезималями странствовать по своей планетарной системе, приближаясь к своей звезде или удаляясь от нее. Этот феномен «планетарной миграции» имеет фундаментальное значение для того, чтобы понять возникновение и развитие планетарных систем. Важную роль сыграло это явление и в далеком прошлом нашей собственной Солнечной системы.
У нас во внешнюю часть системы отправились четыре большие планеты: Юпитер совсем неподалеку, три остальные подальше – с ощутимыми последствиями. Миграция планет мешала астероидам в молодой Солнечной системе и привела к повышенной частоте столкновений их с Землей. Благодаря льду в астероидах, они принесли на Землю большую часть имеющейся сейчас на планете воды. Без этого Земля бы выглядела сегодня совершенно иначе. Если же посмотреть дальше «наружу», то, как можно предположить, Уран и Нептун когда-то поменялись местами. А вот у других звезд такая миграция привела к появлению «невозможных» планет, как это произошло в случае с 51 Пегаса, когда планета сегодня находится в том месте, где возникнуть она не могла никак.
Плодотворная открытость результатов
Но до всего этого мы додумались лишь после того, как Майор и Кело сделали свое открытие. Если бы они стали скрывать свою методику обнаружения таких «неожиданных» планет, поиск планетарных систем растянулся бы еще на очень продолжительное время. С другой же стороны, мы могли бы получить необходимые знания гораздо раньше, если бы другие «охотники за планетами» не стали хранить в секрете свои научные наработки по планетообразованию.
Искать что-то новое, но не находить его лишь потому, что не можешь себе представить, КАКИМ может быть это новое. Пожалуй, это одна из наиболее неприятных ошибок в науке, особенно тогда, когда открытие делаешь слишком поздно!
Подписывайтесь на наш канал и ставьте лайки... Советуем также почитать:
Был ли пояс астероидов изначально пустым?
