Сегодня, с выводом Плутона из числа полноценных планет, в Солнечной системе их насчитывают только восемь. Зато далеких экзопланет обнаружено уже более 3500 ? и счет продолжает быстро расти.
Как их ищут?
Сами по себе планеты, как известно, не излучают, а лишь отражают свет своих звезд. Этого отражения никак недостаточно для того, чтобы напрямую увидеть какую-нибудь экзопланету с расстояния в сотни и тысячи световых лет: она слишком тускла и мала на фоне близкой звезды. Зато сами звезды мы можем наблюдать отлично, а сверхчувствительные телескопы способны замечать малейшие изменения в их светимости и положении. Эти изменения и лежат в основе главных современных методов поиска экзопланет.
Вращаясь вокруг звезды, планета ее притягивает и слегка смещает к себе ? звезда как бы колеблется на месте, что можно заметить с помощью астрономических инструментов. Поиски экзопланет таким методом лучевых скоростей ведут наземные телескопы американской Обсерватории Кека и Европейской южной обсерватории. Этот метод остается самым распространенным, хотя обнаружить с его помощью удается, как правило, лишь планеты минимум в несколько раз больше Земли и расположенные близко от своих звезд.
Другой популярный метод ? транзитный ? состоит в фиксировании легкого ослабления светимости звезды в те периоды, пока вращающаяся вокруг нее планета проходит на ее фоне. Этот метод используют работающие на орбите телескопы COROT и Kepler. А в сочетании с наблюдениями методом лучевых скоростей он приносит массу дополнительной информации о далекой планете ? ее плотности и атмосфере.
В результате сегодня список известных человечеству экзопланет растет буквально на глазах. Среди них попадаются и довольно странные миры.
Kepler-78b: то, чего не может быть
Главное, что стоит знать об этой планете ? то, что ее вообще не должно существовать. По крайней мере, современные представления о происхождении и эволюции планет такого случая не подразумевают. К своей звезде (Kepler-78: экзопланеты часто называют по названиям из звезд, добавляя буквенное обозначение, соответствующее либо порядку открытия планет у звезды, либо их расстоянию от нее) Kepler-78b находится чересчур близко, всего в 900 тыс. км. Для сравнения: наш раскаленный Меркурий сближается с Солнцем минимум на 46 млн. км.
Теоретически, в ту эпоху, когда планета формировалась, молодая звезда должна была быть несколько крупнее. Что же, Kepler-78b появилась... внутри звезды? Это, конечно, невозможно. Скорее всего, она сблизилась с ней позднее, но как и почему это произошло ? пока совершенно непонятно.
Сама по себе планета Kepler-78b немногим крупнее Земли, однако из-за звезды-соседки условия на ней далеки от земных. Температура на поверхности оценивается в испепеляющие 2400 °C. Впрочем, это ненадолго: близкая звезда понемногу подтягивает планету к себе, и полностью поглотит ее в ближайшие 2-3 млрд. лет.
©David A. Aguilar (CfA)
WASP-12b: некруглая планета
Но если Kepler-78b еще поживет какое-то приличное время, для планеты WASP-12b момент гибели уже настал. Уже сегодня ее разрывает притяжение звезды ? к радости астрономов, получивших возможность наблюдать этот жестокий, но интересный процесс «в режиме реального времени». Часть вещества с поверхности WASP-12b уже перетянута звездой, сама планета сильно деформировалась, так что формой напоминает скорее не круглый футбольный мяч, а вытянутый мяч для регби. Жить ей осталось около 10 млн. лет, вряд ли больше.
Расположенная в 800 световых годах от нас, WASP-12b относится к классу экзопланет – «горячих юпитеров» ? таких же громадных газовых гигантов, как всем известный Юпитер. Она на 40% крупнее его и вращается к своему солнцу намного ближе: год здесь длится немногим дольше земных суток.
Сравнение размеров WASP-12b с Юпитером
©Aldaron, a.k.a. Aldaron
TrES-2b: мир-тьма
Темная планета TrES-2b практически не отражает свет. Если б мы смогли подлететь к ней, находящейся от Земли в 750 световых годах в созвездии Дракон, мы бы увидели громадный, угольно-черный газовый шар с легкими оттенками темно-красного. Этот мир похож на ад. Температура здесь составляет около 1000 °C, и перегретый газ тускло и мрачно светится красным.
Астрономам известны и другие подобные темные планеты, но они все-таки способны отражать хотя бы 10% падающего на них излучения материнской звезды. TrES-2b отражает не более 1%, это самая темная планета, которую мы знаем. В чем ее секрет ? пока до конца неясно. Возможно, она состоит, в основном, из натрия и/или калия ? элементов, прекрасно поглощающих излучение ? и в этом ее темный секрет.
TrES-2b
©NASA/JPL-Caltech/T. Pyle
V 391: жизненная сила
Нет, жизни на этой планете нет, и быть не может. В ней удивляет удивительная сила и воля к собственному существованию. Материнская звезда V 391 ? бета Пегаса ? находится на поздних стадиях своей эволюции, до которых наше Солнце доберется лишь через 5 млрд. лет. На этом этапе звезда успела колоссально раздуться, превратившись в красного гиганта ? и снова начала сжатие. V 391 оказалась к ней слишком близко, всего в 1,7 раз дальше, чем мы от Солнца. И, как когда-нибудь наша планета будет поглощена разбухшим Солнцем, так и она оказалась внутри внешних слоев своей постаревшей звезды. Однако она ? к удивлению ученых ? благополучно пережила такое поглощение.
V391 Пегаса b в celestia
©Wikimedia/ Tyrogthekreepe
HD 189773b: стеклянный дождь
Находясь всего в 63 световых годах от нас, HD 189773b стала первой планетой, которую удалось разглядеть непосредственно и увидеть ее окраску. Цветом она почти такая же голубая, как наша ненаглядная Земля ? к сожалению, на этом сходство заканчивается.
HD 189773b ? газовый гигант, температура на котором достигает 1000 °C. В сочетании с огромным давлением она создает здесь очень странный климат: в атмосфере планеты частицы кремния превращаются в жидкое стекло, падающее дождем обратно на поверхность. Стеклянные дожди разносят бурные ураганы, скорость которых здесь достигает 7 тыс. км/ч.
HD 189773b
©NASA, ESA, M. Kornmesser
55 Cancri e: алмаз в триллионы карат
Всего вдвое крупнее Земли, 55 Cancri e в восемь раз тяжелее ее и в два раза плотнее. Планета вращается так близко к своей звезде, что на один оборот вокруг нее у 55 Cancri e уходит всего 18 часов. Она находится в 40 световых годах от нас, близ звезды, гораздо более богатой углеродом, чем Солнце.
И сама 55 Cancri e состоит, видимо, из чистого углерода, который под большим давлением и при очень высокой (2700 °C) температуре должен существовать в форме алмаза.
55 Cancri e
©NASA/JPL-Caltech
PSR B1620-26b: Мафусаил
Самая старая из известных планет, PSR B1620-26b получила прозвище библейского долгожителя Мафусаила: возраст ее оценивается в 12,7 млрд. лет. В те годы даже Млечный Путь еще был младенцем, и ни Солнца, ни тем более Земли не существовало и в помине.
Мафусаил вращается вокруг двойной звездной системы, расположенной в 12400 световых годах от Земли. Более того, обе древние звезды давно уже «мертвы»: одна из них превратилась в пульсар, а другая стала белым карликом.
PSR B1620-26b
©NASA and G. Bacon (STScI)
TrES-4: рыхлый великан
В 1400 световых годах от Земли в созвездии Геркулес находится планета TrES-4 ? самая большая из всех известных на сегодняшний день. Размеры ее более чем в 1,7 раз больше, чем у великана Солнечной системы Юпитера, а вот с плотностью все обстоит гораздо хуже. Средняя плотность планеты сравнима с плотностью бутылочной пробки ? она легко бы плавала на поверхности океана, если б мы нашли океан подходящих громадных размеров.
TrES-4 находится всего в 7,2 млн. км от своей звезды и успевает совершить полный оборот вокруг нее за три земных дня. Из-за близости светила планета сильно раскалена ? почти до 1300 °C.
Сравнение Юпитера и TrES-4
©Ignacio Gonz?lez Tapia
Gliese 436 b: планета горячего льда
Эта планета покрыта горячим льдом ?совсем не таким, к которому мы привыкли. Расположенная в созвездии Льва, всего в 30 световых годах от нас, Gliese 436 b раскалена до 300 °C, однако массивные размеры, сравнимые с Нептуном, создают на ней огромное давление, из-за чего вода на поверхности планеты должна оставаться в форме льда, несмотря на высокую температуру. Впрочем, внешние перегретые слои Gliese 436 b испаряются, окутывая планету облаком пара.
Сравнение Глизе 436 b с Нептуном
©wikimedia/ Aldaron, a.k.a. Aldaron
С точки зрения науки
Илон Маск
