Еще в 16 веке люди размышляли о существовании планет, вращающихся вокруг других звезд. Однако на протяжении большей части истории и вплоть до последнего десятилетия 20-го века ответ на эту космическую загадку ускользал даже от самых образованных ученых.
Затем, в 1992 году, астрономы обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико обнаружили не одну, а две планеты, вращающиеся вокруг пульсара PSR B1257+12. Первая планета, обнаруженная вокруг звезды, похожей на Солнце, была обнаружена на орбите 51 Пегаса в 1995 году швейцарскими астрономами Мишелем Майором и Дидье Кело. На момент написания этой статьи количество подтвержденных экзопланет (то есть планет, вращающихся вокруг звезд, отличных от Солнца) составляет всего лишь 5500 в более чем 4000 планетных системах.
Экзопланеты составляют захватывающую область астрономии, не в последнюю очередь потому, что охота за мирами, существующими вокруг звезд за пределами нашего Солнца, дает удивительную возможность узнать, как могли образоваться планеты в нашей солнечной системе и какова может быть окончательная судьба миры, подобные нашему.
Безусловно, наиболее распространенные методы обнаружения экзопланет включают обнаружение слабого провала в общем свете, излучаемом звездой-хозяином планеты, когда она проходит впереди (так называемый метод транзита), а также метод, называемый лучевой скоростью, который может обнаружить мельчайшие движения экзопланеты. Звезда и планета вращаются вокруг общего центра масс. Эти и другие методы позволяют астрономам как находить экзопланеты-кандидаты, так и делать обоснованные выводы об их размере, составе, орбитах и т. д., и все это с большого расстояния.
Итак, какие типы планет были открыты с помощью этих методов? По данным НАСА, существует четыре основных типа планет. В порядке размера от самого большого к самому маленькому это газовые гиганты, нептуновые планеты, суперземли и планеты земной группы.
Газовые гиганты
Газовые гиганты — это планеты, подобные Сатурну или Юпитеру, хотя они также могут быть намного больше любого из этих миров. Газовые гиганты могут существовать далеко от своих звезд, как Юпитер и Сатурн, или еще дальше. Они также могут вращаться очень близко к своим звездам, и в этом случае их называют «горячими Юпитерами». Это подмножество вращается так близко к своим звездам-хозяевам, что их годы длятся всего несколько дней. Многие из самых первых открытых экзопланет были горячими Юпитерами, поскольку они вращаются так близко, что часто проходят мимо своих звезд.
Нептуновые планеты
Следующими идут планеты Нептуна, которые меньше газовых гигантов, но больше каменистых миров, таких как Земля и Марс. Астрономы обнаружили так называемые «мини-Нептуны», которые меньше Нептуна, но больше Земли. Однако независимо от размера планеты этого класса обычно имеют состав атмосферы, в которой преобладают водород и гелий, а также каменное ядро. Этот тип экзопланет также является наиболее распространенным из обнаруженных до сих пор, составляя более 34% от общего числа экзопланет НАСА.
Суперземли
Затем идут Суперземли. Это один из самых интригующих типов экзопланет, поскольку в нашей солнечной системе нет примеров, которые мы могли бы изучить. Они классифицируются как более крупные и массивные, чем Земля (отсюда и название), но менее массивные, чем Нептун. Они могут вращаться вблизи или далеко от своих звезд и могут иметь или не иметь атмосферу, но ключом является их каменистый состав.
Планеты земной группы
Наконец, у нас есть планеты земной группы. Это тип планет, о которых мы знаем больше всего, поскольку мы приземлились на нескольких прямо здесь, в нашей солнечной системе (включая Землю, конечно!). Эти планеты, как правило, небольшие по размеру и массе и состоят из элементов и соединений, таких как силикаты, углерод и вода, последние из которых могут быть замороженными, жидкими или газообразными в зависимости от расстояния планеты от звезды-хозяина. Отсюда и произошел знаменитый астрономический термин «Зона Златовласки», обозначающий «правильное» расстояние от звезды, на котором планета может поддерживать жидкую воду на своей поверхности.
Существуют также планетарные чудаки, которых можно отнести не к единой группе, а скорее к попурри из чудесных открытий, которые еще предстоит сделать. Примеры включают планеты-"сахарные ваты", открытые космическим телескопом Хаббл в последние годы; HD 189773b, которая, по мнению астрономов, обладает необычными атмосферными свойствами, из-за которых из нее образуется стеклянный дождь; и планеты-изгои, которые были выброшены из своих родных систем и поэтому не вращаются вокруг звезды, и которые фактически могут превосходить по численности те планеты, которые действительно вращаются в планетной системе.
Ближайшая подтвержденная экзопланета вращается вокруг ближайшей звезды, кроме Солнца. Названая Проксима Центавра b, она была открыта в 2016 году и вращается вокруг Проксимы Центавра. Считается, что она вращается на правильном расстоянии, чтобы содержать жидкую воду на своей поверхности. Если человечество когда-нибудь отправит зонд за пределы нашей солнечной системы, Проксима b, вероятно, будет среди первых целей. Более того, существуют даже планы, как это осуществить.
Однако доля экзопланет, обнаруженных в зоне Златовласки своей звезды, намного меньше, чем можно было ожидать. Известно, что из примерно 5500 подтвержденных экзопланет только около сотни вращаются на орбите в зоне Златовласки звезды. Но основания для надежды все еще есть, поскольку в настоящее время известно как минимум 9200 неподтвержденных кандидатов на экзопланеты. Поскольку космический телескоп Джеймса Уэбба и другие новые обсерватории продолжают свои миссии, число известных экзопланет наверняка будет расти. И мы можем быть уверены, что каждое открытие будет так же отличаться от предыдущего, как и звезды, вокруг которых они вращаются.