Як астрономи відкривають нові планети?
Ви можете подумати, що для того, щоб знайти планету, що обертається навколо віддаленої зірки, обов`язково потрібно мати величезні телескопи, які будуть настільки потужними, що зможуть засікти навіть самі тьмяні і дрібні деталі. Чому ж в такому разі не побудувати по-справжньому величезний телескоп, який міг би зробити величезну кількість відкриттів?
Виявити такі чужі світи досить важко, так як вони знаходяться дуже близько до яскравих зірок, світло яких не дозволяє бачити їх. Також, якщо екзопланета розташована досить далеко від своєї батьківської зірки, незначний світло, який вона відображає, буде занадто слабким, щоб його можна було засікти навіть за допомогою найбільшого телескопа. Тому для того, щоб дійсно знайти планету, потрібно застосувати неймовірно винахідливі непрямі техніки. Тільки 7 відсотків екзопланет були відкриті за допомогою прямих спостережень.
Відео: Астрономи знайшли нову планету! Шокуючі відкриття вчених
Методи відкриття нових планет: метод Доплера
Дистанційні зірки діють на планети своїми гравітаційними силами, таким чином, утримуючи їх на орбіті, але гравітація самих планет також змушує їх притягатися до зірки. Якщо сили гравітації рівні, два небесних тіла обертаються навколо однієї і тієї ж точки. Ця центральна точка буде знаходитися в певному місці, в залежності від маси обох об`єктів.
Зірка буде відходити від свого центру мас зовсім небагато, подібно до того, як відхиляється від центру спортсмен-метальник, коли робить оборот перед киданням молота. Вивчаючи світло, що випромінюється зіркою, ми можемо помітити легкі руху і визначити зміни становища спектральних ліній. Вимірювання цих змін дозволяє визначити приблизну масу планети. Цей метод виявлення екзопланет називається Метод радіальних швидкостей або метод Доплера.
Астрометрия виступає доповненням цього методу, коли гравітаційні коливання занадто великі для телескопів, що не дозволяє побачити зміна положення зірки в той час, коли на її орбіті перебуває екзопланета. Однак зміна положення зірки зазвичай настільки малозначні, що використання цього методу виявляється проблематичним.
У випадку з "супер-Землею" HD40307g, ця екзопланета була відкрита за допомогою інструменту під назвою HARPS (Англ. Europe`s High Accuracy Radial velocity Planet Searcher), Спектрографом, встановленим в Європейської обсерваторії Ла-Сілла в Чилі, який здатний відчути найслабші зміни зоряного спектру, таким чином, дозволяючи довести існування екзопланети в населеній зоні.
Нейтронні зірки пульсари і їх планети
У деяких особливих випадках схожий метод використовується для визначення наявності планет поруч з пульсарами - швидко обертаються екстремально щільними нейтронними зірками. Під час їх обертання зірки виділяють інтенсивні радіаційні випромінювання у вигляді променів, які схожі на промені світла маяка. Якщо Земля виявляється в тому положенні, коли на неї падає цей промінь світла, то земні спостерігачі можуть помітити пульсацію енергії. Саме завдяки такій пульсації ці зірки отримали свою назву - пульсари.
Присутність планети на орбіті зірки пульсара викликає коливання її світла через гравітаційних сил планети, що впливає на "розклад" пульсації. Вимірявши мінливість пульсу, можна визначити орбітальні характеристики і масу планети.
Відео: Чужі планети.Новие відкриття астрономов.Место призначення - космос
Методи відкриття нових планет: Транзитний метод
В інших випадках орбіта екзопланети вибудовується так добре, що її можна спостерігати з вигідної позиції на Землі. Коли планета йде транзитом перед своєю батьківською зіркою, вона затуляє її світло, і земний спостерігач, бачачи зірку, може також в цей момент засікти і планету. Вимірявши зміну світимості зірки під час транзиту планети, можна визначити фізичні розміри цієї планети і навіть її фізичні властивості. Ця техніка називається Транзитний метод.
Космічний телескоп НАСА "Кеплер" був сконструйований для того, щоб виявляти самі незначні коливання в світності зірок, коли екзопланети йдуть попереду них транзитом. В даний час за допомогою цього телескопа вдалося засікти вже близько 2300 екзопланет-кандидатів (хоча ці сигнали ще потрібно перевірити) на невеликій ділянці Чумацького Шляху.
Відео: Астрономи знайшли нові планети, схожі на Землю
У системах з безліччю планет дослідники використовують Метод варіації часу транзитів (TTV). Невеликі відхилення в орбітальних періодах показують наявність поблизу ще однієї планети, яка може бути невидима спостерігачеві.
Дуже рідко використовується метод під назвою гравітаційне мікролінзування, коли зірка проходить перед іншою, більш віддаленою зіркою. Гравітаційне поле ближчою до нас зірці змушує світло більш далекій зірки як би огинати її, на зразок збільшувальною лінзи. В даному випадку можна визначити сплески світності ближньої зірки. Якщо біля ближньої зірки є екзопланета, її гравітація вплине на ефект лінзування.
Існують і інші непрямі методи виявлення екзопланет біля далеких зірок, але напевно найвірнішим є пряме спостереження, яке поки залишається складним методом. З розвитком технологій в майбутньому, швидше за все можна буде спостерігати за екзопланетами безпосередньо, а поки ці світи ми можемо тільки малювати в своїй уяві.
