Что такое экзопланеты и как их обнаруживают ученые?

Экзопланета, сокращение от «внесолнечная планета», — это планета, которая вращается вокруг звезды вне нашей Солнечной системы. Первые подтвержденные экзопланеты были найдены в 1992 году вокруг пульсара, а первая вокруг звезды, похожей на Солнце, 51 Pegasi b, — в 1995 году, согласно научному порталу Лаборатории реактивного движения NASA.

Почему экзопланеты так сложно увидеть

Звезды неизмеримо ярче, чем планеты, их обращающие, поэтому собственный свет планеты обычно поглощается блеском звезды в миллион раз или более, согласно странице ESA об методах обнаружения экзопланет. По этой причине большинство подтвержденных экзопланет были найдены косвенным способом, путем измерения влияния планеты на свет или положение звезды-хозяйки, а не путем прямой фотографии самой планеты.

Метод транзита: наблюдение за крошечными провалами в звездном свете

Метод транзита ищет периодическое, слабое затемнение света звезды, когда планета проходит перед ней с точки зрения Земли. Космический телескоп NASA Kepler, запущенный в 2009 году, использовал этот метод в массовом масштабе и считается, что он преобразовал науку об экзопланетах, согласно обзору NASA о достижении отметки в 5000 экзопланет. Текущий спутник NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), запущенный в 2018 году, продолжает этот подход, сканируя участки неба в поисках этих провалов транзита, согласно странице NASA об экзопланетах.

Метод радиальной скорости (метод колебания)

Метод радиальной скорости, также называемый методом колебания, обнаруживает легкое движение вперед и назад звезды, вызванное гравитационным воздействием орбитальной планеты. Когда звезда и планета обращаются вокруг их общего центра масс, свет звезды слегка смещается в красном и синем направлениях в повторяющемся порядке, что могут измерить спектрографы на земле. ESA отмечает, что это был доминирующий метод обнаружения до начала 2000-х годов и был методом, который обнаружил 51 Pegasi b, первую планету, подтвержденную вокруг звезды, похожей на Солнце.

Микролинзирование, прямое изображение и астрометрия

Гравитационное микролинзирование полагается на случайное выравнивание: когда звезда с орбитальными планетами проходит перед более удаленной звездой, ее гравитация изгибает и кратко усиливает свет фоновой звезды, и любые планеты производят небольшие дополнительные всплески в этой кривой света. ESA описывает метод как высокочувствительный, но практически неповторяемый, так как каждое выравнивание — это одноразовое событие.

Прямое изображение означает получение фактического изображения планеты путем блокирования света звезды, обычно с помощью инструмента, называемого корональным графом. Страница ESA об методах обнаружения говорит, что в настоящее время это работает только для молодых, массивных планет, обращающихся вдали от звезды-хозяйки, из-за экстремального контраста яркости между звездой и планетой.

Астрометрия обнаруживает планету путем измерения минутных сдвигов в положении звезды на небе, когда она колеблется вокруг центра масс системы. На странице ESA указано, что до сих пор таким способом подтверждено только несколько экзопланет, хотя ожидается, что миссия Gaia агентства в итоге обнаружит десятки тысяч планет в пределах примерно 500 парсеков (примерно 1600 световых лет) с использованием этого метода.

Сколько экзопланет было найдено и каким методом

Согласно архиву экзопланет NASA, управляемому Caltech's IPAC для NASA, количество подтвержденных экзопланет составило 6451 к середине октября 2026 года. Метод транзита объясняет большинство подтвержденных планет, за ним следуют радиальная скорость и микролинзирование; прямое изображение и астрометрия способствуют намного меньшему числу из-за их технической сложности.

В архиве отмечается, что многие планеты фактически были обнаружены или подтверждены более чем одним методом; таблица выше отражает основной метод, приписываемый каждой подтвержденной планете.

Что будет дальше

На странице NASA об экзопланетах говорится, что ожидается, что запланированный космический телескоп Roman агентства будет использовать микролинзирование и другие методы для обнаружения примерно 100000 дополнительных экзопланет, когда он начнет работать. На той же странице NASA отмечается, что планет больше, чем звезд в галактике Млечный Путь, что означает, что примерно 6500 подтвержденных на данный момент представляют только небольшую часть того, что считается существующим.