АСТРОНОМІЯ - ДИТЯЧА ЕНЦИКЛОПЕДІЯ - ФОЛІО 2005
IV
ЗІРКИ
Позасонячні планетні системи
Наскільки схожі планетні системи? Чи є вони взагалі навколо інших зірок? Наскільки можливе існування планет, подібних до нашої Землі? Чи інші планети, на яких є життя, настільки ж схожі на нашу в реальному Всесвіті, як і в науковій фантастиці? І чи є взагалі життя на інших планетах? Як ви добре знаєте, коли мова заходить про життя у Всесвіті, то питань постає значно більше, ніж відповідей.
Отже, ми не можемо дати впевнену та ґрунтовну відповідь на більшість із поставлених питань. Проте ми можемо точно сказати, що протягом останніх десяти років людство зробило колосальний крок до розуміння динаміки планетних систем.
Минулі спостереження підтвердили, що більшість протопланетних дисків схожі, як це було передбачено теорією формування нашої власної планетної системи. Навіть подвійні та кратні зоряні системи, що раніше вважалися поганими кандидатами на створення планетних систем, тепер вже вирівняні в правах з іншими зірками. Вчені довели, що планети можуть безпечно обертатися або навколо однієї з зірок системи, або за великою орбітою навколо двох зірок разом.
Значно важливіші відкриття були зроблені в 90-х роках XX століття. Вдосконалення спостережних методик та апаратури дало змогу астрономам спостерігати не тільки протопланетні диски, а й проводити цілеспрямований пошук реальних планетних систем, що вже існують.
Так, на початку 1990-х ми не мали жодного доказу того, що планети існують і навколо інших зірок, а не лише довкола Сонця. Подальшу історію відкриття позасонячних планетних систем можна порівняти хіба що з відкриттям подвійних зірок. Коли було відкрито першу планетну систему навколо іншої зірки — це була сенсація, в яку повірили не одразу. Звичайно, це здавалося несподіванкою і унікальним винятком. Проте на 2001 рік астрономам уже були відомі десятки планетоподібних об’єктів, що обертаються навколо інших зірок. Сучасній науці їх відомо більше 160.
Звісно, ми не можемо завжди точно визначити масу цих об’єктів і деякі з них можуть потім виявитися більше схожими на маленькі зірки, ніж на планети, — тобто це можуть бути коричневі карлики. До того ж сучасна апаратура не дозволяє знаходити та вивчати такі маленькі планети, як наша Земля, і ми досі не маємо фактів, що довели б існування землеподібних планет.
Як же відкривають позасонячні планети? Може здатися, що найпростішим способом відкрити планету є просто сфотографувати її та зірку в дуже потужний телескоп. Може, й так, проте існують дві головні проблеми. Перша: навіть типова сонцеподібна зірка буде давати в мільярди разів більше світла, ніж віддзеркалює землеподібна планета. Тому будь-яке світло з планети просто потоне в променях її ж зірки. І, нарешті, друга проблема: сучасні астрономи не мають на озброєнні жодного телескопа, що дозволив би безпосередньо спостерігати планети навіть навколо найближчих зірок. Тому дотепер найпоширеніше використання мають не
прямі методи, які базуються на спостереженні того невеличкого гравітаційного впливу, що мають планети на свої зірки.
Головний метод, який застосовують астрофізики, це той самий метод на основі ефекту Доплера-Фізо, що використовується при спостереженнях спектральних подвійних зірок, особливо з невидимими супутниками. Сучасні методики дозволяють знаходити планету, якщо її орбітальна швидкість перевищує 3 м/с — швидкість зовсім невелика, але достатня для того, щоб «сколихнути» центральну зірку.
Відкриття позасонячних планет надало людству цікаву можливість перевірити вірність теорій, що описують формування нашої власної планетної системи. Чи здатна наша теорія пояснити та описати інші планетні системи, чи є вона універсальною? Чи нам знову треба повертатися до ручки та паперу?
З аналізу інших планетних систем випливає нова загадка — вони значно відрізняються від нашої Сонячної системи. Більшість планет мають витягнуті еліптичні орбіти, на відміну від майже кругових, якими рухаються наші планети. Переважна більшість відкритих нами планет мають масу більшу за Юпітер. Але найдивніше те, що більшість цих планет розташована в безпосередній близькості від своєї зірки, а це дуже відрізняє їх від планет Сонячної системи. Наша теорія поки що нездатна описати виникнення та існування планет-гігантів на таких невеликих відстанях від зірки.
Наше сучасне уявлення про позасонячні планети
Потроху, відкриваючи нові світи, ми повинні досягти більш чіткого та детального розуміння того, наскільки справедлива наша теорія утворення планетних систем. Відкриття не примусять на себе довго чекати, адже невпинно вдосконалюються спостережні інструменти, впроваджуються в практику нові методи. Найближчим часом планується також уведення в дію нових потужних телескопів, головною метою яких стане дослідження позасонячних планет. Так, у найближчі 20 років NASA планує вивести на орбіту телескоп-інтерферометр, що дозволить отримувати зображення та спектри планет навколо інших зірок. Так ми принаймні дізнаємося, чи світи, схожі на наш, узагалі існують, чи вони є рідкістю.