Как ищут экзопланеты
Основные методы поиска планет у других звёзд, как они работают, чем различаются по результату и какие миссии открыли тысячи планет.
Планеты у других звёзд в миллионы раз слабее своей звезды и находятся рядом с ней, поэтому увидеть их напрямую почти невозможно. Астрономы придумали косвенные способы, а сейчас подтверждено более 6000 экзопланет («Экзопланеты»). Актуальную цифру можно увидеть в каталоге NASA Exoplanet Archive.
Метод лучевых скоростей
Планета тянет звезду, и та слегка качается вокруг общего центра масс. Из-за этого её свет по эффекту Доплера то смещается в красную, то в синюю сторону («Свет и спектры»). Так в 1995 году Мишель Майор и Дидье Кело нашли 51 Пегаса b — первую планету у звезды, похожей на Солнце; в 2019 году им дали Нобелевскую премию. Метод даёт минимальную массу планеты и лучше всего находит тяжёлые планеты рядом со звездой.
Транзитный метод
Если орбита планеты расположена к нам ребром, раз в оборот она проходит по диску звезды, и яркость на время слегка падает. Для Юпитера у звезды вроде Солнца падение составляет около 1 %, для Земли — меньше 0,01 %. Транзит даёт размер планеты. Этот метод принёс основную часть открытий: телескоп Kepler (2009–2018) нашёл тысячи планет, а TESS с 2018 года просматривает почти всё небо у ярких ближайших звёзд. Если известны и размер, и масса, получают плотность и понимают, каменная ли планета («Обитаемая зона»).
Другие методы
- Прямые снимки. Звёздный свет гасят специальные устройства — коронографы, и видна молодая горячая планета, далеко от звезды («Рождение планет»).
- Микролинзирование. Планета у звезды-линзы добавляет короткий всплеск яркости («Гравитационное линзирование»). Метод видит планеты далеко от звёзд и в центре Галактики, но событие не повторяется.
- Астрометрия. Точное измерение положения звезды выявляет её смещение; Gaia собирает такие данные для миллиардов звёзд.
- Пульсарный тайминг. Именно так в 1992 году нашли первые подтверждённые экзопланеты — у пульсара PSR B1257+12 («Пульсары»).
Что дальше: атмосферы
Когда планета проходит перед звездой, часть света идёт сквозь её атмосферу, и в спектре видны линии газов. Так «Уэбб» находит в атмосферах водяной пар, углекислый газ и другие молекулы. Поиск признаков жизни по составу атмосферы — следующая цель («Астробиология»).
Ограничения и новые миссии
Каждый метод видит свой тип планет, поэтому статистика искажена: мы находим много крупных и близких к звёздам и мало планет, похожих на Землю на орбитах как у неё. Для их поиска готовятся миссии: ESA PLATO будет искать земные планеты у солнцеподобных звёзд, а Roman проведёт обзор микролинзирования.