Почему нельзя увидеть экзопланеты?
Пока что невозможно сфотографировать экзопланеты, и даже просто их увидеть. Далекая звезда видна почти как точка.. А планета - в сотни раз меньше звезды.
Поэтому сейчас ученые находят экзопланеты наощупь, изучая различные параметры звезд. И все современные представления о них мы получили, изучая данные с космических телескопов и через расчеты по формулам. И как выглядят экзопланеты, можем посмотреть пока что только на иллюстрациях, благодаря научной информации и воображению художников.
Хотя когда-нибудь появятся и фотографии планеты в другой звездной системе, сенсационные, конечно же ). Даже интересно, какую планету сфотографируют первой?..
Как ученые находят новые планеты?
Основных метода - два. Метод колебаний и метод светимости.
Метод первый
Метод колебаний, он же метод радиальной скорости. Звезду тянет гравитационное притяжение планеты, и она как бы раскачивается вперед и назад. Если у звезды есть заметные колебания, значит у нее есть планета. А по размеру колебаний звезды можно узнать, насколько большая, массивная планета.
Так были обнаружены самые первые подтвержденные экзопланеты. Одна из первых - 51 Peg. Ее открытли 2 астронома: Мишель Майор и Дидье Келоз в 1995 г. Так могут работать и телескопы на земле, не только космические. И они (наземные телескопы) нашли таким способом примерно 700 планет.
Второй метод
Транзитный (метод, основанный на светимости).
Звезду можно увидеть. А планеты не светятся сами по себе, и найти их намного сложнее. Поэтому ученые направляют телескоп на звезду и ждут транзита – то есть когда планета пройдет между своей звездой и наблюдателем. В это время звезда совсем чуть-чуть, неуловимо тускнеет. Если наблюдается периодичность, значит это не случайное затмение, и у звезды есть планета. Так было найдено большинство экзопланет.
Анимация прохождения планеты по диску звезды. Инфографика: planetarium_online
Транзит – прохождение планеты перед звездой. Размер ослабления света звезды показывает какого размера транзитная планета, насколько она большая или маленькая.
Космический телескоп "Кеплер" измерял яркость звезд. Полученные данные похожи на электрокардиограмму, показывающую биение сердца. Каждый раз, когда планета проходит перед своей звездой в поле зрения космического аппарата, возникает крошечный импульс или биение. По повторяющимся ударам мы можем обнаружить и подтвердить существование планеты у звезды, а также узнать об орбите и размере планеты.
Объединение методов для изучения планетных систем
Каждый метод чем-то хорош, есть плюсы, есть минусы. Методом колебаний можно определить массу планеты, но не дает информации о ее диаметре. По транзитам можно определить диаметр, но не массу.
Без получения изображений самих планет, только через несколько методов мы можем узнавать о целых планетных системах.
Лучший пример сейчас - система TRAPPIST-1, (около 40 световых лет от нас), где семь планет размером примерно с Землю вращаются вокруг небольшой красной звезды.
Планеты TRAPPIST-1 изучали с помощью наземных и космических телескопов, и кроме их диаметров, выявили тонкое гравитационное влияние этих семи планет. На основании этих данных ученые определили массу каждой планеты.
Теперь для этих планет известны - диаметры, массы, сколько энергии от звезды попадает на планеты, и можем оценить температуру на поверхности. И по уровню освещенности можно даже предположить, какого цвета небо, если смотреть на него с поверхности планеты.
В этой системе больше неизвестного, мы узнали совсем немного о TRAPPIST-1. Неизвестно, если ли там вода, океаны, ледники, атмосфера. Но сейчас, кроме нашей Солнечной, это самая известная планетная система.
Телескопы для поиска планет
Кеплер
Первым специально для поиска экзопланет отправился в космос телескоп «Кеплер». Он пристально смотрел только на 1 участок неба, и тщательно изучал звезды на этом участке, чтобы понять, планетарные системы - это правило или исключение? После завершения его миссии, следующее поколение космических исследователей уже на подходе.
ТЕСС
TESS, спутник для поиска экзопланет, подхватил эстафетную палочку у "Кеплера", и проводит полномасштабный обзор во всему небу в поисках транзитов у близких и ярких звезд. И определяет лучших кандидатов для изучения с телескопа Джеймс Уэбб, который планируют запустить в этом (2021) году.
Джеймс Уэбб
Телескоп Уэбба - это огромное зеркало из сегментов, установленное на основании «из черепицы». Вот он уже сможет уловить свет, отраженный от планеты. Это свет можно разделить по спектру, и получится своеобразный код, по которому можно определить химический состав атмосферы планеты.
"Уэбб" наверняка посмотрит и на "суперземли", которые могут оказаться похожими на сверхкрупные версии нашей планеты.
Телескопы будущего
Но для поиска атмосферы, похожей на земную, придется подождать следующего поколения космических зондов и телескопов.
Смена научные эпох
Сейчас, прямо на наших глазах, меняются научные эпохи.
Первые исследования, предположения, долгие (десятилетиями) наблюдения, находки первых планет за пределами Солнечной системы, сменяются новой эрой: теперь исследования ведут космические телескопы, которые смотрят в самые дальние уголки Вселенной.
Мы уже узнали, что в космосе много планет, они есть почти у каждой звезды.
Теперь новым телескопам нужно будет провести точную "перепись населения" в этих далеких звездных мирах, зафиксировать размеры и типы. И подробно, насколько возможно, изучить отдельные планеты, их атмосферы, и способность приютить форму жизни, какую-либо. От микроорганизмов, до - конечно же, людей.
✨
Читайте далее:
