Наш мозг дольше остаётся молодым, когда получает что-то по-настоящему новое. Не просто информацию — а удивление. То самое чувство, когда привычная картина мира вдруг трескается по швам и становится больше. Именно оно запускает нейрогенез — рождение новых нейронов.
Я по образованию и первым годам работы — астроном. Профессия давно сменилась, но привычка следить за новостями в этой и смежных областях осталась. Сегодня хочу поделиться тем, какие планеты уже найдены за пределами нашей Солнечной системы — и почему это не просто астрономия, а повод по-настоящему удивиться.
Перед тем, как будут показаны картинки, устроим небольшой ликбез для введения в тему.
Есть ли планеты вокруг других звёзд?
В нашей Галактике более 150 миллиардов звёзд. У многих из них, судя по всему, есть планеты. В нашей Солнечной системе жизнь известна только на планете Земля. На других планетах — либо слишком жарко (Меркурий и Венера), либо слишком холодно (все остальные планеты). Принято считать, что жизнь возможна там, где может существовать жидкая вода. Это называется зоной обитаемости.
Учёные ищут планеты у других звёзд и пытаются понять: есть ли среди них хоть одна, где условия хоть отдалённо напоминают земные.
Сколько телескопов ищут экзопланеты?
Несколько крупных обсерваторий на Земле и целый флот космических телескопов. Сейчас работают: знаменитый «Хаббл», телескоп Джеймса Уэбба и транзитный спутник TESS. Раньше трудился телескоп «Кеплер» — он один открыл более 6000 экзопланет. Работа по обработке его данных продолжается до сих пор, и новые планеты обнаруживаются даже сейчас. На сегодня общее число подтверждённых экзопланет превысило 6100.
Как открываются экзопланеты
Увидеть планету у другой звезды напрямую почти невозможно. Это как разглядеть светлячка рядом с прожектором за несколько километров. Поэтому астрономы идут обходным путём.
Самый популярный метод — транзитный: если плоскость орбиты планеты совпадает с нашей линией взгляда, тёмная планета периодически проходит перед диском звезды и чуть-чуть ослабляет её свет. Именно так Луна несколько раз в год закрывает Солнце, вызывая солнечные затмения. Только здесь масштаб другой: планета закрывает ничтожную долю процента звёздного света, и нужна очень точная аппаратура, чтобы это заметить.
Есть ли планеты похожие на Землю?
Да — и это, пожалуй, самая захватывающая новость последних лет.
В 40 световых годах от нас находится звезда TRAPPIST-1 — маленький красный карлик, едва крупнее Юпитера. Вокруг неё обращаются семь каменных планет, размером близких к Земле, и по меньшей мере три из них — в зоне обитаемости.
Это примерно как найти в соседнем городе семь домов с примерно правильной температурой — и теперь гадать, есть ли там хозяева.
Телескоп Джеймса Уэбба уже изучает эти планеты. Пока чёткого подтверждения атмосферы ни у одной из них нет. По словам исследователей: «Если у TRAPPIST-1e есть атмосфера — планета обитаема».
Ближайшая к нам звезда — Проксима Центавра, всего 4 световых года — тоже имеет, по всей видимости, каменную планету.
Для справки. Один световой год — это расстояние, которое свет со скоростью 300 000 км/сек проходит за 1 год = 9.5 триллионов километров. До ближайшей к нам звезды, Проксимы Центавра — немного более 4 световых лет. Далее в тексте световой год обозначен как "СЛ".
Какие бывают экзопланеты: зоопарк чужих миров
Вот где начинается настоящее удивление. Экзопланеты бывают горячими как расплавленный металл или скованными вечным льдом. У большинства только одна родная звезда, а у некоторых — сразу несколько. А есть и вовсе «планеты-изгои» — они не привязаны ни к какой звезде и блуждают в полной темноте.
Учёные выделяют несколько основных типов:
Газовые гиганты
Как Юпитер или Сатурн, только нередко крупнее и горячее. Особая разновидность — «горячие Юпитеры»: они обращаются вокруг своей звезды на очень близком расстоянии, и год на таких планетах длится буквально несколько дней. Представьте: планета размером с Юпитер, раскалённая до нескольких тысяч градусов, несётся вокруг звезды со скоростью, при которой Земля успевала бы сделать полный оборот только за тысячи её «лет».
WASP-12 b — «Планета, которую пожирает звезда»
Открыта в 2008 году. Расстояние — 1393 СЛ.
Горячий Юпитер, орбита которого настолько мала, что год на нём длится меньше 1,1 земных суток. Звезда буквально растягивает его гравитацией — в форму яйца. Каждый год планета теряет вещество, которое перетекает в звезду. Через несколько миллионов лет от планеты ничего не останется. Мы наблюдаем финал в прямом эфире.
Нептуноподобные
Примерно размером с Нептун или Уран (меньше, чем Юпитер, но гораздо больше Земли), с атмосферой из водорода и гелия и каменно-металлическим ядром. Есть и «мини-нептуны» — планеты без аналогов в нашей Солнечной системе, нечто среднее между Землёй и Нептуном.
GJ 436 b — «Горячий лёд»
Открыта в 2004 году. Расстояние — 32 СЛ. Одна из очень близких планет.
Нептуноподобная планета с температурой поверхности около 300°C. Казалось бы — какой лёд? Но давление на глубине настолько огромно, что вода там существует в твёрдом состоянии даже при такой жаре. Учёные называют это «горячим льдом». Не менее странно то, что в атмосфере планеты не хватает метана — а значит, там происходит что-то, чего мы пока не понимаем.
Суперземли
Тяжелее Земли, но легче Нептуна, могут быть каменными, газовыми или смешанными. Название звучит обнадёживающе, но не обманывайтесь: «супер» здесь означает только размер, а не пригодность для жизни.
55 Cancri e — «Лавовый мир»
Открыта в 2004 году. Расстояние — 41 СЛ. Одна из очень близких планет.
Суперземля в 8 раз тяжелее нашей планеты — и в 20 раз ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу. Год здесь длится 18 земных часов. Поверхность — глобальный океан лавы. Атмосфера, если она есть, — раскалённый пар. Телескоп Джеймса Уэбба недавно уловил первые признаки того, что у неё всё-таки есть атмосфера — правда, из углекислого газа и угарного газа. Не курорт.
Земноподобные
Каменные планеты, сопоставимые по размеру с Землёй или Марсом. Самые редкие и самые интересные для астробиологов.
Среди уже открытых планет встречаются лавовые миры, покрытые морями расплавленного камня, «пухлые» планеты с плотностью пенопласта и плотные ядра, которые когда-то, возможно, были полноценными газовыми гигантами.
Kepler-22 b — «Кандидат в океанские миры»
Открыта в 2011 году. Расстояние — 635 СЛ.
Первая планета, обнаруженная в зоне обитаемости у звезды, похожей на наше Солнце. Температура, при которой теоретически может существовать жидкая вода. Размером больше Земли — возможно, покрыта глубоким мировым океаном. Ни суши, ни берегов. Просто вода до горизонта — и туман. Проверить пока нечем, но кандидатура серьёзная.
Kepler-452 b — «Кузен Земли»
Открыта в 2015 году. Расстояние — 1799 СЛ.
Планета у звезды, очень похожей на наше Солнце — чуть старше, чуть горячее. Orбита почти такая же, как у Земли: год длится 385 дней. Размером примерно в полтора Земных радиуса. Возможно, каменистая. Возможно, с атмосферой. Возможно — ничего из этого. Пока известно одно: она там есть.
Странные новые миры
KELT-9 b — «Планета, где разрушаются молекулы»
Открыта в 2017 году. Расстояние — 667 СЛ.
Самая горячая из известных экзопланет — температура атмосферы превышает 4000°C. Это горячее поверхности многих звёзд. На дневной стороне жара настолько чудовищна, что молекулы воды и углекислого газа буквально разрываются на атомы — и снова собираются, когда атмосферные потоки уносят их в холодную тень. Вечный молекулярный апокалипсис — по кругу.
GJ 504 b — «Малиновая планета»
Открыта в 2013 году. Расстояние — 57 СЛ. Одна из очень близких планет.
Один из редких случаев, когда экзопланету сфотографировали напрямую — не вычислили по тени, а именно увидели. Планета в несколько раз тяжелее Юпитера и ещё молодая — всего около 160 миллионов лет. Она до сих пор светится теплом собственного рождения в цвете тёмной вишнёвой сакуры, тускло-малиновом. Космос умеет быть неожиданно красивым.
TOI-3757 b — «Планета-зефир»
Открыта в 2022 году. Расстояние — 591 СЛ.
Газовый гигант размером с Юпитер, но настолько лёгкий, что его средняя плотность сравнима с плотностью зефира. Или пенопласта. Как такая воздушная планета удерживает себя вместе — интересный вопрос. Одна из версий: её орбита была когда-то вытянутой, внутренние приливные силы разогревали недра и «раздували» атмосферу. Сейчас орбита почти круглая. Пациент стабилизировался, но не похудел.
TOI 849 b — «Голое ядро»
Открыта в 2020 году. Расстояние — 736 СЛ.
Планета размером с Нептун, но почти без атмосферы. По всей видимости, это обнажённое ядро бывшего газового гиганта — то, что осталось после того, как звезда сдула с него всё газовое «одеяло». Как будто сняли слои луковицы и добрались до сердцевины. Первое подобное открытие.
GJ 1132 b — «Вторая жизнь»
Открыта в 2015 году. Расстояние — 41 СЛ. Одна из очень близких планет.
Когда-то, возможно, это был мини-Нептун с густой водородно-гелиевой атмосферой. Звезда её сдула. Казалось бы — финал. Но планета «выросла» себе новую атмосферу — из вулканических газов, вырывающихся из недр. Это первый зафиксированный случай, когда экзопланета потеряла одну атмосферу и обзавелась другой. Второй шанс — даже у планет.
Kepler-36 b и c — «Планеты-сумасшедшие соседи»
Открыты в 2012 году. Расстояние — 1722 СЛ.
Два совершенно разных мира на невероятно близких орбитах. Каменистый Kepler-36 b и газовый Kepler-36 c сближаются до расстояния в пять раз меньше, чем Луна от Земли — и расходятся снова. При каждом сближении приливные силы сотрясают оба мира. Если бы там было небо — соседняя планета занимала бы на нём огромный диск. Жить рядом с таким соседом неспокойно.
TrEs-2 b — «Планета темнее ночи»
Расстояние — 702 СЛ.
Самая тёмная из известных экзопланет — поглощает более 99% падающего света. Темнее угля. Темнее сажи. Если бы вы оказались в её атмосфере — вы бы ничего не увидели. Только, возможно, слабое инфракрасное свечение раскалённых газов. Учёные до сих пор не знают, почему она такая чёрная. Это само по себе интригует.
PSR B1257+12 b — «Планеты мертвеца»
Открыты в 1994 году. Расстояние — 1957 СЛ.
Одни из первых когда-либо открытых экзопланет — и самые жуткие. Они обращаются вокруг пульсара: остатка взорвавшейся звезды, который вращается сотни раз в секунду и испускает смертоносное излучение. Никаких шансов на жизнь. Как они вообще выжили во время взрыва — загадка. Планеты-призраки у мёртвой звезды.
Увидим ли мы когда-нибудь настоящие фотографии экзопланет?
Все приведенный выше картинки — не настоящие фотографии. Планеты слишком далеко, чтобы разглядеть такие детали. Это — рисунки художников — как они себе представляют конкретную планету с теми параметрами, которые нам известны.
Несколько прямых снимков, все-таки, уже есть — но пока только для молодых гигантских планет, ярких и далёких от своих звёзд, где они не тонут в свете родительской звезды. Но, всё равно, визуально — это просто звёздочки.
Дорабатывающийся новый космический телескоп Нэнси Грейс Роман должен фотографировать планеты с разрешением в тысячу раз лучше, чем доступно сегодня. Но даже он не покажет такие детали.
Экзопланеты ищут всего 30 лет и их уже открыто более 6100. Самой интересное начнётся, когда обнаружится экзопланета в зоне обитаемости, с атмосферой, похожей на земную, с признаками органических молекул. Тогда в полный рост встанет вопрос: "Есть ли там или где-нибудь ещё инопланетная жизнь?" Инструменты поиска совершенствуются. Может, нам не придётся ждать слишком долго.
Те, кто зашел сюда случайно за развлечениями - уйдут. Кому интересен мой материал - пишите в комментариях, что именно хотелось бы узнать и / или увидеть.