Как астрономы находят экзопланеты и определяют, какие из них могли бы поддерживать жизнь

Подтверждение наличия планеты вокруг далёкой звезды почти всегда требует косвенных доказательств, потому что блеск звезды затмевает слабый свет самой планеты. Научное отделение НАСА перечисляет четыре основных метода обнаружения, используемых в настоящее время: метод транзита, лучевую скорость, гравитационное микролинзирование и прямую визуализацию, каждый из которых подходит для планет разных типов и расстояний.

Четыре способа найти планету, которую невозможно увидеть

Метод транзита ищет небольшое, регулярное падение яркости звезды, когда планета проходит перед ней. Космический телескоп «Кеплер» НАСА, работавший с 2009 по 2018 год, наблюдал примерно 150 000 звёзд в одном участке неба в течение четырёх лет, используя эту технику; спутник НАСА по обследованию транзитных экзопланет (TESS) продолжил этот подход с момента своего запуска в 2018 году и, по состоянию на начало октября 2026 года, внёс вклад в подтверждение более 1000 планет, согласно NASA Exoplanet Archive, ведущемуся IPAC Калтеха.

Лучевая скорость, иногда называемая методом колебания, измеряет небольшие сдвиги в спектре света звезды, вызванные гравитационным воздействием орбитальной планеты. НАСА отмечает, что эта техника выявила первую подтверждённую экзопланету вокруг звезды, похожей на Солнце, 51 Pegasi b, в 1995 году.

Гравитационное микролинзирование основано на предсказании Эйнштейна о том, что гравитация искривляет свет: когда звезда с планетой проходит перед более удалённой фоновой звездой, передняя система кратковременно увеличивает свет фоновой звезды по определённому образцу. Планируемый космический телескоп имени Нэнси Грейс Роман НАСА предназначен для использования этого метода при поиске планет, находящихся далеко от своих звёзд.

Прямая визуализация захватывает свет самой планеты, а не предполагает её наличие на основе воздействий на свет звезды. Это в основном работает для молодых, самосветящихся газовых гигантов, находящихся далеко от своих звёзд; НАСА приводит прямое изображение HIP 65426 b, полученное космическим телескопом имени Джеймса Вебба в нескольких инфракрасных диапазонах, в качестве недавнего примера.

Обитаемая зона: необходимо, но недостаточно

После подтверждения наличия планеты исследователи проверяют, находится ли она в обитаемой зоне своей звезды — диапазоне орбитальных расстояний, где поверхностные температуры могли бы позволить жидкую воду при правильном атмосферном давлении. НАСА описывает это как варьирующееся в зависимости от звезды: более горячие звезды имеют более широкие и удалённые обитаемые зоны, в то время как маленькие, тусклые красные карлики имеют узкие зоны поблизости.

Нахождение в обитаемой зоне не гарантирует обитаемость. НАСА указывает на TRAPPIST-1, систему красного карлика с семью скалистыми планетами земного размера, несколько из которых находятся в его обитаемой зоне; наблюдения космического телескопа имени Джеймса Вебба, тем не менее, указывают на то, что TRAPPIST-1 d, похоже, не имеет обнаруживаемой атмосферы, что НАСА в своих собственных материалах приводит в качестве доказательства того, что одного орбитального расстояния недостаточно. Тип звезды также имеет значение: НАСА отмечает, что планеты вокруг красных карликов M-типа, наиболее распространённых звёзд в галактике, сталкиваются с повышенной рентгеновской и ультрафиолетовой радиацией, которая может сдирать атмосферы, в то время как звёзды K-типа, по мнению некоторых исследователей, предлагают более долгоживущие и стабильные условия.

Считывание атмосфер: проблема биосигнатур

Для планет, проходящих перед своей звездой, астрономы могут использовать спектроскопию прохождения: звёздный свет, проходящий через атмосферу планеты во время транзита, поглощается определёнными газами на определённых длинах волн, создавая спектральный образец, который исследователи сравнивают со штрихкодом.

Суб-нептунская планета K2-18b иллюстрирует, насколько могут быть оспариваемы эти показания. Команда под руководством Никку Мадхусудхана из Кембриджского университета впервые сообщила о слабом, низкой уверенности намёке на диметилсульфид (DMS) — газ, в основном производимый морской жизнью на Земле — используя приборы NIRISS и NIRSpec телескопа Вебба в 2023 году, согласно EarthSky. В 2025 году та же команда сообщила о статистически более сильном сигнале DMS или связанного соединения диметилдисульфида, используя инструмент MIRI телескопа Вебба, который охватывает другой диапазон длин волн, чем более ранние наблюдения, согласно EarthSky.

Претензия вызвала быструю критику. Планетолог Сара Хёрст и исследователи экзопланет Крис Линтотт и Райан Макдональд утверждали, что DMS может образоваться через неживую химию и что одна молекула не может установить жизнь, сообщала EarthSky. Сам Мадхусудхан заявил, что исследователи должны оставаться «глубоко скептичными» по отношению к своим собственным результатам, согласно EarthSky.

Что дальше

Миссия PLATO Европейского космического агентства, построенная с вкладом немецкого национального центра аэрокосмических исследований DLR, запланирована на позднее 2026 года с помощью ракеты Ariane 6 на точку Лагранжа Солнца и Земли примерно в 1,5 миллиона километрах от Земли. PLATO будет использовать 26 камер для наблюдения как минимум 200 000 звёзд в поисках транзитных земных планет вокруг звёзд, похожих на Солнце, специально нацеливаясь на миры земного размера в их обитаемых зонах, согласно DLR.

По состоянию на 8 октября 2026 года, NASA Exoplanet Archive перечислила 6445 подтверждённых экзопланет; обновление той недели также отметило момент, когда данные одной только миссии TESS НАСА внесли вклад в подтверждение более 1000 планет, согласно архиву, ведущемуся IPAC Калтеха.