В поисках планет: Наука - История

От интуиции к открытию

В 1584 году, когда католический монах Джордано Бруно заявил, что существуют "бесчисленные солнца, бесчисленные земли, которые кружатся вокруг своих солнц", он был обвинён в ереси. Но даже во времена Бруно идея о множественности миров не была совершенно новой. Ещё в Древней Греции люди предполагали, что могут существовать другие солнечные системы и в некоторых из них могут быть другие формы жизни.

В начале 16 века Земля была свергнута с центрального места во вселенной, когда Коперник обнаружил, что наша планета обращается вокруг Солнца. Его догадка, так неохотно признанная, навсегда изменила мышление европейцев.

В начале 20 века Эдвин Хаббл, используя крупнейший телескоп того времени на вершине горы Маунт-Вилсон, обнаружил, что маленькие туманные пятнышки в небе являются островами из звёзд, находящимися далеко за пределами нашей собственной галактики и каждый из них содержит сотни миллиардов звёзд.

Наблюдения Хаббла показали, что количество возможных прибежищ для обитаемых планет бесчисленно. Но прошло почти столетие, а убедительных свидетельств существования планет не было даже для ближайших звёзд. Иногда сообщалось об открытии таких экзопланет, но впоследствии эти сообщения оказывались ошибочными.

Надежда и разочарование

Так как планеты слишком малы и далеки для непосредственного наблюдения, астрономы стремились нащупать их существование путём обнаружения их воздействия на звезды, вокруг которых они обращаются. В конце 1960-х астроном Питер ван де Камп заявил, что обнаружил таким способом две планеты. Однако, последующие наблюдения не подтвердили существование каких-либо спутников у звезды Барнарда, второй по близости к Солнцу звёздной системы.

Огонек надежды обнаружить другие миры блеснул в 1980-х, когда профессор Брэдфорд Смит из Университета Аризоны в Тусоне и профессор Ричард Террил из Лаборатории Реактивного Движения при наблюдениях в инфракрасном диапазоне обнаружили пылевой диск, окружающий нормальную звезду Бета Живописца.

Это открытие предоставило первое недвусмысленное свидетельство того, что вокруг других звёзд существуют уплощённые диски из вещества. Диск Беты Живописца представлялся молодой планетарной системой в процессе формирования и служил аргументом в пользу стандартной модели образования Солнечной системы, которая утверждает, что планеты образуются из газо-пылевого диска, окружающего молодую звезду.

По-настоящему чуждые миры

Первое настоящее открытие внесолнечной планеты произошло в 1994, когда профессор Александр Вольщан, радиоастроном из Университета штата Пенсильвания, представил, как он выразился, "неоспоримое свидетельство" существования внесолнечной планетной системы.

Астрономы согласились с его доводами, но те, кто ожидал обнаружения планетной системы, похожей на нашу, были разочарованы. Вольщан обнаружил две или три планеты обращающиеся вокруг пульсара, а не нормальной звезды, в созвездии Девы. Пульсар — это плотный, быстро вращающийся остаток взорвавшейся сверхновой.

Вольщан открыл планеты при наблюдениях за регулярными изменениями радиосигналов, испускаемых пульсаром, вызванными сложными гравитационными взаимодействиями планет с мёртвой звездой.

Происхождение непредвиденных пульсарных планет Вольщана остаётся предметом дискуссий, но с ними есть одна проблема: на них невозможна жизнь в таком виде, в котором она нам известна. Эти планеты постоянно подвергаются воздействию мощной радиации, которая делает их бесплодными и непригодными для жизни.

Шквал открытий

Первое открытие планеты, обращающейся вокруг солнцеподобной звезды, произошло в 1995 году. Швейцарская группа Мишеля Майора и Дидье Келоза из Женевы объявила об обнаружении планеты, быстро обращающейся вокруг звезды 51 Пегаса и находящейся чрезвычайно близко к звезде. Масса планеты не более чем в два раза отличалась от массы Юпитера. Её обнаружили косвенным путём, методом лучевых скоростей. (Для информации по методу лучевых скоростей, смотрите раздел "Обнаружение планет").

Эти заявления ознаменовали начало шквала открытий. Спустя три месяца группа, возглавляемая Джеффри Марси и Полом Батлером из Университета штата в Сан-Франциско и Университета Калифорнии в Беркли, подтвердила открытие швейцарцев и добавила к ней ещё две планеты. К концу 20 века было открыто несколько десятков новых миров, многие в результате продолжительных наблюдений за близлежащими звёздами.

Многие планеты, также как и спутник 51 Пегаса, - причудливы, с короткими периодами обращения и вытянутыми орбитами близкими к звезде. Но позже астрономы начали находить планеты, более похожие на газовые гиганты во внешней части нашей Солнечной системы, с круглыми орбитами и более длительными периодами обращения.

Астрономы полагают, что такой прогресс вызван, в том числе, технологическими улучшениями последних лет. Они включают:

Значительные улучшения спектрометров, приборов, делящих свет звезды на отдельные компоненты для их изучения.

Улучшенные электронные сенсоры, принимающие свет от звезды, собранный оптикой телескопа.

Развитие программного обеспечения, которое может надёжно распознать колебания излучения звезды и её движение, вызванное гравитационным взаимодействием с невидимым спутником.

Более того, развитие этих технологий привело к интенсификации поисков и сбору данных.

Новая эра исследований

Ни одна из этих планет не наблюдалась непосредственно. Большинство из них массивны, наподобие Юпитера, и вряд ли на них можно найти жизнь в известной нам форме. У многих из них короткие периоды обращения. Если существуют планеты наподобие Земли, с маленькой массой и длительным периодом обращения, их открытие потребует более чувствительных инструментов и многих лет точных и непрерывных наблюдений.

Тем не менее, мечты о других мирах, ожидающих исследования — и идея о том, что наша Солнечная система не уникальна — перешли из области философских рассуждений в реальность. Эти открытия могут в принципе изменить человеческое мышление, и масштабы этого изменения могут быть сопоставимы с коперниканской революцией.

Уже пишется следующая глава краткой истории открытия экзопланет. Новые инструменты и технологии, которые ещё только разрабатываются, позволят нам больше узнать о близлежащих планетных системах. В течение следующих пяти лет такие миссии, как Kepler и SIM PlanetQuest, осуществляемые под эгидой NASA, должны предоставить нам надёжные данные о существовании или распространённости планет, подобных Земле.