Коллектив Авторов: Цифровой журнал «Компьютерра» № 45

С начала прошлого столетия среди учёных было весьма распространено мнение, что мы во Вселенной одни, что Земля и вся Солнечная система — уникальное явление, ничего подобного больше нигде нет.

Надо сказать, что первые обнаруженные экзопланеты сначала вселили много энтузиазма, но очень быстро его погасили. Почему? Во-первых, потому что эти планеты ничем не напоминали Землю, во-вторых, мало походили даже и на газовые гиганты Солнечной системы. Как и первая такая планета, открытая в 1988 году (хотя окончательно подтвердить её существование удалось лишь в 2002), так большинство из 504 ныне известных (подтверждённых) экзопланет, относятся к газовым гигантам. Многие из них довольно существенно превосходят по размерам и массе «наш» Юпитер и вращаются на очень близкой к своему солнцу орбите. Поэтому их называют «горячими Юпитерами».

Лишь совсем недавно новейшее астрономическое оборудование стало позволять астрономам обнаруживать твёрдые планеты, сопоставимые по массе с Землёй. Но и здесь всё непросто: наименее массивная из всех известных на сегодня экзопланет является Gliese 581 e, обладающая массой не менее 1,7 земной. При этом она обращается вокруг своей звезды на расстоянии 0,03 астрономических единицы и делает один оборот вокруг звезды за 75,58 часа.

Астрономическая единица — это расстояние от Солнца (нашего) до Земли (около 149 597 871 км). Расстояние 0,03 а.е. означает, что на поверхности Gliese 581e царит форменный ад, даже несмотря на то, что Gliese 581 является красным карликом — намного более холодной звездой, чем Солнце.

На сегодняшний день мировой астрономии не известно ни одной «подтверждённой» планеты, которая имела бы массу, примерно равную массе Земли, и находилась бы в «золотом поясе» — то есть на таком расстоянии от своей звезды, чтобы на её поверхности могла существовать вода в жидком состоянии и достаточно плотная кислородная атмосфера.

Один из наиболее вероятных кандидатов — гипотетическая пока что планета Gliese 581 g. Её существование до сих пор так и не подтверждено сторонними наблюдениями. Если, однако, выкладки астрономов, «обнаруживших» её, верны, то этот объект имеет массу где-то в 3-4 раза превосходящую земную, и находится как раз на том расстоянии, чтобы на его поверхности могла быть жидкая вода и атмосфера. Но поскольку Gliese 581 — красный карлик, его «золотой пояс» оказывается весьма близок к поверхности звезды. Как следствие, планета должна находиться в спин-орбитальном резонансе, то есть под воздействием гравитации звезды орбитальный период планеты и период её обращения вокруг своей оси синхронизируются, вследствие чего планета всегда обращена одной стороной к звезде. Примерно как Луна к Земле.

Следовательно, на одной стороне Gliese 581 g царит пекло, на другой — ледяная пустыня, и только зоны «вечного рассвета» и «вечного заката» могут быть теоретически пригодны для обитания; и то — высказывались мнения, что из-за разницы температур на разных полушариях планеты, на её поверхности должны бушевать такие бури, что вероятность существования какой-либо жизни весьма и весьма низка.

Опять же, всё это теории и спекуляции. Факт тем временем остаётся фактом: из 504 известных на конец ноября планет ни одной «сестры-близнеца» Земли нет, большая часть относится к классу «горячих Юпитеров» и имеет очень вытянутые орбиты, мало похожие на те, на которых обращаются планеты Солнечной системы.

Почему такой «перекос» в данных? Причина — в методах поиска и возможностях современного астрономического оборудования.

Об этом и поговорим подробнее.

Поиск и наблюдение экзопланет, увы, куда более затруднительный процесс, нежели наблюдение звёзд, галактик, чёрных дыр и других что-нибудь излучающих объектов. Прямое наблюдение экзопланет в оптическом диапазоне или с помощью радиотелескопов — современных, во всяком случае, довольно затруднительно, а в подавляющем большинстве случаев — и просто невозможно.

Планеты не излучают собственный свет в видимом спектре — только отражённый. Большую часть энергии они отдают в инфракрасном диапазоне. Только с помощью очень чувствительных инфракрасных телескопов возможно прямое обнаружение таких небесных тел, при этом необходима ещё и сложная процедура «отделения зёрен от плевел» — то есть из суммарного излучения солнца и планеты необходимо вычитать излучение самого Солнца.