Экзопланеты ныне уже не вызывают большой ненависти. Как минимум, сами по себе. Только описания удивительных условий на поверхности чужих миров провоцирует возмущённое бурление разумов людей, уверенных, что если они «и о Земле ничего не знаем», то это всех касается. Подобная – неуместная, ограничивающая эмоциональный отклик аудитории на публикации – толерантность связана с бытующими в массах представлениях о прогрессе астрономических инструментов, позволяющих в XXI столетии видеть планеты у других звёзд, также как в прошлые столетия наблюдались планеты Солнечной системы. Это – ошибочные представления. Экзопланеты (есть считанные исключения, но о них ниже) в современные телескопы вообще не видны. Они обнаруживаются и наблюдаются косвенными способами.
...Телескоп, – даже лучший, космический, новейший, видит только звёзды. И только, как точечные – однопиксельные – источники света. Какими же способами из одного пикселя можно вытащить целую планетную систему? Это правильный вопрос. Всегда – несколькими. Или, как минимум, двумя. Какого-то одного для признания экзопланеты реальным телом, а тем более для составления представлений о условиях на ней, – мало.
Первый и главный из способов основан на методе Доплера, традиционно вызывающим ненависть отдельную. Ибо применимость доплеровского эффекта к оптическим явлениям – не доказана. Некоторым людям. Что не мешает всем прочим данным эффектом пользоваться, например, наблюдая вращение самой удалённой из найденных на данный момент галактик. Ведь, если ось её вращения наклонена к лучу зрения наблюдателя, звёзды с одного края будут двигаться к нему, а с другого – от него. Соответственно, красное смещение окажется разным.
Но это – галактики. Протяжённые (по минимуму пять пикселей) объекты. Доплеровский же метод обнаружения экзопланет подразумевает то же измерение скорости движения звезды относительно наблюдателя. Однако, движение звезды – сложное. Все тела системы (планеты и звезда) вращаются вокруг общего центра масс, который, – как правило, – расположен внутри звезды. Но с её центром точно не совпадает. Как следствие, сам факт наличия у звезды системы планет, – плюс некоторое представление о массе планет, – можно отследить по тончайшим периодическим изменениям скорости. Вращаясь вокруг центра масс системы, звезда движется то к наблюдателю, то от него…
...И это можно увидеть? Да можно. Достаточно длительное наблюдения позволяет измерить смещение линий спектра с любой (любой) нужной точностью.
Далее – сложнее. Фактически, узнать ключевую информацию о планетной системе позволяет только дополнение доплеровского метода транзитным. А для его применения, плоскость вращения планет системы должна располагаться так, чтобы периодически они, с точки зрения земного наблюдателя, проходили по диску звезды. Данный метод даёт сразу и диаметр планеты, и период её обращения… Масса же планет уже известна из доплеровских наблюдений. Поймав одну, а если повезёт, то и две планеты, можно реконструировать систему, «увидев» и тела, ни разу звезду не затмевавшие.
Но и этой информации мало. Соответственно, снова возвращаемся к спектрографу. Если это не было сделано раньше, к линиям нужно присмотреться пристальнее. Ибо, вообще, телескоп планеты «не видит» (как отдельные источники, пусть бы и однопиксельные), но отражённый планетами в сторону наблюдателя свет всё равно регистрируется. Вместе со светом звезды. Вклад планет, естественно, ничтожен, однако, выделить его – можно. Как отмечалось выше, это лишь вопрос длительности наблюдения и затрат вычислительных мощностей на обработку информации.
Планету видно, поскольку её свет колеблется с правильным периодом в зависимости от фазы. Кроме того, в спектре планет присутствуют линии молекулярных – не ионизированных полностью – веществ, для звезды не характерные… А если планет несколько… ну, – периоды колебаний будут же разными.
...Применив, как минимум, три метода, – а их больше, не упомянуты, например, гравитационное линзирование и непосредственное наблюдение полярных сияний (увидели!) – можно получить вполне исчерпывающую информацию о размерах, массе (следовательно, и о плотности) планеты, а также о температуре и химическом составе её атмосферы. Или непосредственно поверхности для тел безатмосферных. Но последнее – теоретически. Видны – указанным способом – пока только тела достаточно массивные. У всех у них атмосферы есть.
Разумеется, не обходится и без реконструкции, при которой неизвестное достраивается на основе известного и математических моделей. Это, само собой, вызывает ненависть, но в свете вышеизложенного, после метода Доплера… А стоит ли?
Кстати, обнаружение экзопланет транзитным методом в системах, где они предсказаны методом Доплера, и есть экспериментальное доказательство его применимости к оптическим явлениям. Одно из сотен.
Что же касается непосредственного – прямого – наблюдения экзопланет, то оно также практикуется, и в десятках случаев практикуется успешно. Но все «планеты», которые пока обнаружены таким образом очень велики (от 7 масс Юпитера) и, скорее всего, представляют собой планемо.
