В нашей Галактике миллиарды звёзд. И вполне логично считать, что многие из них, как и наше Солнце, имеют планетарную систему. Или хотя бы одну-две планеты рядом с собой. Но огромные межзвёздные расстояния не позволяют нам обнаружить спутники звёзд, просто наведя телескоп в нужную сторону. Приходится искать планеты по косвенным признакам.
В предыдущей статье рассказывалось про самый эффективный метод поиска экзопланет — транзитный. Суть которого сводится к обнаружению падения яркости звезды из-за того, что планета, двигаясь по орбите, немного заслоняет собой своё светило. Но транзитный метод — не единственный. И, к тому же, первую экзопланету открыли совершенно другим методом. Итак, что ещё может указать на наличие спутника у звезды?
Метод радиальных скоростей
Вспомните, как вращается спортсмен, который бросает молот: ось его вращения проходит не через его тело, а смещена в сторону молота, спортсмен как бы качается. Точно так же раскачивается и звезда, вокруг которой движется планета. И вот это раскачивание мы можем заметить, анализируя спектр звезды. Периодически будет наблюдаться то красное, то синее доплеровское смещение спектральных линий.
Рассчитав амплитуду колебаний можно определить массу планеты. А если ещё с Земли можно наблюдать транзит планеты, то можно рассчитать и её размеры. Зная объем и массу, найдём плотность и поймём, что за планета перед нами: большая и малой плотности — газовый гигант; маленькая и плотная — каменистая планета земного типа.
Метод радиальных скоростей, или метод Доплера, занимает второе место по количеству найденных благодаря ему планет. И именно этим методом была найдена первая экзопланета у звезды Гамма Цефея в 1989 году.
Кстати, наше Солнце тоже раскачивается под действием своих планет. Сильнее всего его «качает» Юпитер
Метод гравитационного микролинзирования
Когда одна звезда закрывает собой другую, она начинает усиливать свет от дальней звезды подобно линзе. Только эффект линзы здесь основан не на преломлении света на границе двух различных сред распространения, а на отклонении пути следования света за счёт сильной гравитации звезды переднего плана. И если у ближней звезды есть планета, то она также начнет отклонять свет далёкой звезды. По этим дополнительным отклонениям света экзопланеты и находят.
Метод изменения орбитальной яркости
Наблюдая с Земли за далёкой планетой мы могли бы видеть, что в процессе вращения у планеты меняются фазы освещения на манер нашей Луны или, для лучшего сравнения, как у Меркурия или Венеры. Но непосредственно планету мы видеть не можем, а вот периодическое изменение совокупной яркости системы звезда-планета при смене фаз заметить можем. Когда планета находится ближе к Земле яркость падает, так как мы не регистрируем отражённый от неё свет, а вот при нахождении планеты в противоположной точке орбиты она всей своей поверхностью будет отражать к нам свет звезды и яркость системы увеличится.
Прямое наблюдение
Непосредственно получается изображение планеты. Это довольно сложно, так как свет отраженный от спутника гораздо слабее света самой звезды. Но применение коронографа (если просто, то телескоп с экраном в центре, который отсекает свет центрального светила. Такие были созданы для наблюдения солнечной короны вне затмения) позволяет получить снимки крупных планет.
И в заключении приведу несколько цифр (актуальные данные на май 2019 года):
всего подтверждено обнаружение 3972 экзопланет. Из них:
- 3086 планет обнаружено транзитным методом;
- 751 планета обнаружена методом Доплера;
- 75 планет — микролинзирование;
- 45 планет наблюдалось непосредственно;
- 6 планет обнаружено по изменению орбитальной фазы отражённого света.
Не забывайте ставить лайк, если статья понравилась. И подписывайтесь на канал, чтобы чаще видеть астрономию в ленте!