Что такое экзопланета
Экзопланета — это любая планета за пределами Солнечной системы. Большинство из них вращаются вокруг звезд, но есть и свободно плавающие по космосу экзопланеты — планеты-изгои, которые не привязаны ни к одной звезде. Большинство найденных экзопланет находятся в относительно небольшой области Млечного Пути.
Как открываются экзопланеты
На 2023 год обнаружено 5380 экзопланет. Ученые используют для поиска разные способы. Один из наиболее распространенных — метод транзитов. Если планета проходит между земным наблюдателем и звездой, она блокирует часть света, и яркость звезды временно снижается. В результате измерения снижения яркости звезды можно найти планету, определить ее размер и период вращения вокруг звезды.
Метод Допплера основан на измерении изменения скорости звезды. Когда планета вращается вокруг звезды, она оказывает гравитационное воздействие на звезду. Звезда меняет скорость, и это изменение движения можно измерить через изменение ее спектра света.
Планеты можно искать методом микролинзирования. Если планета находится между наблюдателем и звездой, ее гравитация может служить линзой, обогащающей искажение света звезды. Яркость звезды увеличивается, что можно обнаружить.
Типы других планет
Газовый гигант — это большая планета, состоящая в основном из гелия и/или водорода. У таких планет, как Юпитер и Сатурн, нет твердой поверхности, а вместо нее — вихревые газы над твердым ядром.
Нептуновые экзопланеты похожи на ледяные гиганты Нептун или Уран. Они меньше газовых гигантов и имеют газовую внешнюю оболочку, состоящую из водорода, гелия и метана, а также ледяной мантии. Ядра состоят из горных пород и более тяжелых металлов.
Суперземли имеют массу больше, чем у Земли, но меньше, чем у Нептуна. Суперземли в основном состоят из скальных материалов и имеют более высокую плотность, чем газовые гиганты.
Земные планеты по массе и размерам сравнимы с Землей. Это каменистые миры, состоящие из горных пород, силикатов, воды и углерода. Земные планеты обычно находятся достаточно близко к своим звездам, чтобы иметь температуру и условия, подходящие для жизни.
Есть разные подходы к классификации экзопланет. Например, газовые планеты могут делиться на холодные и горячие Юпитеры, холодные и горячие Нептуны, ледяные и водные гиганты, гелиевые планеты. А планеты земного типа подразделяются на планеты-океаны, хтонические, железные, безъядерные, пустынные и другие планеты.
20 самых загадочных планет
Глизе 581c — потенциально обитаемая планета
Самая близкая экзопланета к Земле — до нее 20 световых лет. Поначалу считалось, что Глизе 581с находится в зоне обитаемости, то есть на таком расстоянии от звезды, что условия для жизни возможны. Но затем ученые определили, что экзопланета находится слишком близко к звезде. Причем одна ее сторона всегда обращена к звезде, в то время как другая погружена в вечную темноту. Этот мир, вероятно, в основном состоит из камней с крошечным количеством воды на поверхности, а его атмосфера, если она есть, скорее напоминает Венеру, чем Землю.
J1407b — экзопланета с огромной системой колец
Ее еще называют «Супер-Сатурном». Экзопланета находится в 400 световых годах от Солнечной системы. Ее кольца в 200 раз больше, чем у Сатурна, а их диаметр — около 120 млн км. Кольцо этой планеты состоит из более чем 30 колец различных размеров, разделенных пустотами, настолько большими, что можно разместить между кольцами Землю. Эта планета, по предположениям, несостоявшаяся звезда.
GJ 1214b — кругом вода
Находится на расстоянии 40 световых лет в созвездии Змееносца. Вращается очень близко от звезды-хозяина — около 2 млн км. Это намного меньше, чем расстояние между Меркурием и Солнцем. В результате температура поверхности достигает 230. Один год на планете длится 36 часов. Ученые считают, что вода здесь находится в таких экзотических состояниях, как горячий лед и «супержидкая вода», которые не встречаются на Земле.
Глизе 436b — экзопланета, бросающая вызов законам физики
Находится на расстоянии около 33 световых лет в созвездии Льва. Особенность планеты — ее почти полярная орбита. Наклон составляет 80°, то есть она пролетает почти над полюсами звезды. У орбиты слишком большой эксцентриситет — экзопланета вращается не по окружности, а по вытянутому эллипсу, периодически приближаясь и отдаляясь от звезды. Почему так происходит, ученые не знают.
55 Рака e — алмазная суперземля
Одна из самых горячих известных экзопланет с температурой поверхности до 2 370. Планета всегда одной стороной обращена к своей материнской звезде, в то время как другая сторона всегда находится в тени, и там вдвое холоднее. Во внутреннем ядре планеты обнаружено обилие алмазов — это один из первых примеров драгоценных экзопланет.
Рис. 3 Как может выглядеть 55 Рака e. Фото: NASA/JPL-Caltech
HAT-P-7 b — дожди из рубинов и сапфиров
Находится на расстоянии около 1 040 световых лет от нас в созвездии Киль. Одна из самых тяжелых известных экзопланет, ее масса превышает массу Юпитера почти вдвое. Ночью в атмосфере экзопланеты HAT-P-7 b идут дожди из кристаллов рубинов и сапфиров.
WASP-12 b — экзопланета, поглощаемая своей звездой
«Обреченный» газовый гигант обнаружили примерно в 600 световых лет в созвездии Лебедя. WASP-12 b находится очень близко к звезде-родителю, поэтому ее температура достигает 1500. Из-за близкого расстояния она подвергается сильным гравитационным силам, которые постепенно уменьшают ее орбиту. Однажды планета попросту упадет на свою звезду.
Hd 189733b — гигантская планета
Расположена на расстоянии 63 световых лет от Земли в созвездии Лисички. Это газовый гигант размером примерно с Юпитер, который находится на расстоянии всего 3 млн км от своей звезды-родителя. HD 189733b имеет яркий голубой цвет из-за того, что его атмосфера насыщена метаном, который поглощает красный и оранжевый свет. Температура атмосферы достигает 1000, а ветра дуют со скоростью 2 км/с.
Psr J1719−1483 B — экзопланета у миллисекундного пульсара
Экзопланета находится на расстоянии 4000 световых лет от Земли в созвездии Змееносца. Это самая плотная планета из когда-либо обнаруженных и состоит в основном из углерода. Она вращается вокруг пульсара — быстро вращающейся нейтронной звезды. Цикл вращения звезды составляет всего 1,2 миллисекунды.
OGLE-2005-BLG-390L b — ледяная пустошь
Расположена в 20 000 световых лет от Земли. Это одна из самых отдаленных и маленьких экзопланет, известных ученым. Она находится далеко от тусклого звезды-родителя, поэтому ее температура составляет −220 °C. Планета темная, поскольку ее отражательная способность очень мала.
GJ 504 b — розовая экзопланета
Находится на расстоянии 57 световых лет в созвездии Девы. Это газовый гигант, размером примерно в пять раз больше Юпитера. Из-за большого расстоянии от звезды-родителя, температура там не превышает −160 °C. GJ 504 b имеет необычный розовый цвет, который объясняется наличием в ее атмосфере молодых молекул пропана или бензола.
Рис. 4 Холодная розовая GJ 504 b. Фото: NASA's Goddard Space Flight Center/S. Wiessinger
Kepler-10c — суперземля
Находится на расстоянии 564 световых лет в созвездии Дракона. Масса экзопланеты составляет 11,4 Земли, и ей требуется 45 дней, чтобы совершить один оборот вокруг своей звезды. Это каменистая экзопланета с температурой поверхности 300.
PSR B1620−26 b — ровесница Вселенной
Экзопланета расположена на расстоянии 12 500 световых лет от Земли. Ее возраст оценивается в 12 млрд лет, а поверхность покрыта кристаллическим льдом. Эта планета — одна из самых старых известных планет во Вселенной. Еще у нее уникальная орбита, так как она обращается вокруг двух звезд — белого карлика и пульсара.
TrES-2 b — чернее угля
Планета, расположенная в созвездии Дракона на расстоянии 750 световых лет от Земли, является одной из самых темных известных экзопланет. TrES-2b отражает меньше 1% падающего извне солнечного света, то есть меньше, чем черная акриловая краска или сажа. Почему она настолько темная, загадка. Температура атмосферы — более 980.
Tres-4b — рыхлая планета
Это газовый гигант, расположенный в созвездии Геркулеса на расстоянии 1435 световых лет от Земли. Он также известен как «рыхлая экзопланета», потому что его плотность настолько низкая, что ее можно сравнить с пенопластом. Это вызвано высокой температурой (около 1454 °C) из-за близкого расположения к родительской звезде.
HD 106906 — ее появление остается загадкой
Экзопланета находится очень далеко от своей звезды — 97 млрд км. Ее масса превосходит Юпитер в 11 раз, а ее год составляет 15 000 земных лет. Ученые не знают, как такой гигант мог сформироваться настолько далеко от звезды, потому что это противоречит современным теориям формирования планет. Возможно, ее оттолкнуло на большое расстояние в процессе взаимодействия с иными планетами в системе.
2mass J2126−8140 — экзопланета-беглянка
Поначалу ученые думали, что эта экзопланета — изгой, то есть не связана гравитацией со своей звездой. Но затем выяснилось, что экзопланета находится на расстоянии 1 трлн км от своей звезды. Год здесь длится почти миллион земных лет.
Kepler-438b — похожа на Землю
Находится в 472 световых годах в созвездии Лиры. Размеры, масса и радиус этой экзопланеты близки к земным, а равновесная температура составляет комфортные для человека 3. Kepler-438b расположена в зоне обитаемости и получает примерно столько же энергии от своей звезды, сколько Земля от Солнца. Но на экзопланете нет атмосферы, которая защитила бы от сверхмощных солнечных вспышек и радиации.
Wasp-17b — ретроградное движение
Первая обнаруженная экзопланета с ретроградной орбитой расположена в созвездии Скорпион на расстоянии около 1 000 световых лет от Земли. Она вращается в направлении, противоположном вращению звезды-хозяина. Открытие бросило вызов традиционной теории образования планет.
Kepler-78b — океан лавы
На момент открытия Kepler-78b была экзопланетой, наиболее похожей на Землю по массе, радиусу и средней плотности. Эта планета размером с Землю, но условия на ней суровые. Температура достигает 2030, а вся поверхность покрыта расплавленной лавой, которая образует лавовые моря и потоки.