Планетные системы нашей Галактики

17 September 2018

Мы уверенно наблюдаем с Земли два типа объектов, населяющих нашу Галактику. Это массивные звезды, обладающие собственным излучением, и протяженные облака газа и пыли, состоящие из мелких частиц. А как быть с объектами промежуточной массы - меньше звезды и больше метеорного тела? Ведь это, по существу, планеты, может быть, похожие и на ту, на которой мы живем. Именно там возможны условия для существования каких-нибудь форм жизни, что делает их особенно интересными для нас.

Наблюдать (и даже искать) такие объекты чрезвычайно трудно. С одной стороны, они должны бы существовать у других звезд - ведь наше Солнце достаточно рядовая звезда, таких много,- и развиваться хотя бы некоторые из них должны были сходным образом - должны быть планеты у других звезд. С другой стороны, попробуй разгляди рядом со звездой планету - она же только отражает малую долю излучения звезды - значит, очень слабенькая,- да и находится рядом со звездой - тонет в ее ярких лучах. Словом, если даже у ближайших к Солнцу звезд есть планеты, разглядеть их в телескоп нет никакой возможности. Значит, остается испытанный путь - внимательно анализировать излучение звезд и пытаться уловить то незначительное влияние, которое на него могли оказать соседние со звездой планеты - если они, конечно, существуют.

Впрочем, первые наблюдательные свидетельства о возможности существования других планетных систем (кроме Солнечной) относились не к самим планетам, а к тому материалу, из которого они могли образоваться. Планеты Солнечной системы образовались из единого газопылевого диска, сжимавшегося и вращавшегося. Именно такие диски были обнаружены у некоторых молодых звезд. Их «увидели» в инфракрасном диапазоне: горячая звезда нагревает газ и пыль в диске всего на несколько десятков градусов выше абсолютного нуля, и диск начинает посылать в пространство инфракрасные лучи. Сначала было получено инфракрасное изображение такого диска вокруг довольно близкой звезды β Живописца, а потом и у некоторых других звезд. По крайней мере «протопланетные» (такие, из которых получаются планеты) системы у звезд существуют.

Впрочем, сегодня можно с уверенностью говорить и об обнаружении настоящих планет около некоторых звезд. Планеты своим тяготением оказывают влияние, хотя и очень небольшое, на собственное движение звезды, поскольку движение в системе происходит не вокруг звезды, а вокруг общего центра тяжести. Звезда массивная, центр тяжести к ней ближе (он находится внутри звезды). Но она вокруг этого центра движется с периодом, равным периоду обращения планеты! А движение можно попытаться заметить.

У некоторых звезд путем очень тонких измерений можно обнаружить «извилистость», волнообразность траектории их движения, вызванную возмущением со стороны темного спутника (планеты?). По этим возмущениям вычисляется масса планеты и ее расстояние от звезды. Однако такие колебания траектории почти невозможно уловить, даже используя самую современную технику.

Перспективнее другой путь, спектральный. Если плоскость планетной орбиты расположена так, что в ней (или близко к ней) лежит луч зрения наблюдателя, то периодические смещения звезды относительно центра тяжести приведут к тому, что звезда будет то приближаться к наблюдателю, то удаляться от него. А это вызовет смещение спектральных линий, которое можно измерить. Именно таким способом зафиксировано наличие планет более чем у сотни звезд. Они расположены на разных расстояниях от звезд и имеют разные массы, но в основном это, к сожалению, «Юпитеры» (то есть их массы сравнимы с массой самой тяжелой планеты Солнечной системы), а планет с массой, близкой к земной, у таких звезд, как Солнце, пока не обнаружено. Впрочем, дело именно в массе: влияние массивного «Юпитера» намного легче заметить, чем влияние планеты с массой, близкой к массе Земли.

Удивительным образом маломассивные планеты обнаружены... у пульсаров! Частота импульсов пульсара очень стабильна, и можно измерить малейшие отклонения ее вследствие движения источника. Но если мы вспомним, что пульсары - остатки от взрывов сверхновых, условия на их планетах окажутся труднопредсказуемыми...

Присоединяйтесь к нам и узнавайте больше интересных фактов о нашем Космическом пространстве.