КАК ИЩУТ ПЛАНЕТЫ ВНЕ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ?

Свет от Земли в миллиарды раз слабее солнечного. Не то что Землю, но и планеты-гиганты у другой звезды увидеть в телескоп, даже в космический типа Хаббла, совершенно невозможно - он безнадежно тонет в свете звезды. В инфракрасном диапазоне соотношение яркостей намного лучше, но все равно, прямое наблюдение планет находится за пределами нынешних реальных (но не принципиальных) возможностей. Впрочем, проекты, ориентированные на прямое наблюдение планет уже разрабатываются. Пока более реальны косвенные методы обнаружения планет.
Первый (исторически) - астрометрический метод. Если очень точно измерять траекторию звезды, то можно увидеть ее легкую извилистость, вызываемую тяготением планет. В свое время появились указания на извилистость траектории звезды Барнарда, одной из ближайших к нам, но впоследствии результаты не подтвердились. Соответствующие проекты разрабатываются. Другой метод, основанный на фотометрии, связан с прохождением планет на фоне звезды. Планета затмевает часть поверхности и яркость звезды чуть-чуть падает. В случае Юпитера на одну сотую, в случае Земли на одну десятитысячную. Проекты соответствующих поисков осуществляются. Довольно экзотический, но вполне реалистичный метод - гравитационное линзирование. Когда одна звезда проходит на фоне другой, свет дальней звезды искривляется тяготением ближней и ее яркость меняется. Если у ближней звезды есть планеты, то это скажется на кривой изменения яркости. Поскольку наблюдения линзирования звезд ведутся давно (в других целях), уже найдено несколько кандидатов в планетные системы. Самый успешный метод - спектрометрическое измерение радиальной скорости звезд. Звезда, имеющая планету, испытывает колебания скорости "к нам - от нас", которые можно измерить, наблюдая допплеровское смещение спектра звезды. На первый взгляд это невозможно. Под действием Земли скорость Солнца колеблется с периодом год на сантиметры в секунду. Под действием Юпитера - на метры в секунду. При этом, тепловое уширение спектральных линий звезды соответствует разбросу скоростей в тысячи км/с. Т.е., даже в случае Юпитера, надо измерять смещение спектральных линий на тысячную долю от их ширины. Кажется невероятным, но эта задача была блестяще решена.
Метод основан на наложении спектра звезды на сильно изрезанный линиями калибровочный спектр. Для калибровки используются пары йода в ячейке, помещаемой перед спектрометром. Температура ячейки поддерживается строго постоянной. Спектрометр выдает суперпозицию двух сильно изрезанных спектров поглощения - звезды и йода. Небольшие смещения спектра звезды приводят к изменениям суперпозиции на всех частотах, что значительно увеличивает точность измерения. Но потом надо учесть то, что мы сами находимся сложном быстром движении - суточное вращение Земли (1 км/с), движение вокруг Солнца (30 км/с) , влияние Луны, наконец, влияние всех остальных планет. Все это надо точно вычитать. В результате удалось получить точность 3 м/с - скорость человека, бегущего трусцой (сейчас точность уже приближается к 1 м/с - скорость идущего человека). Именно этот метод обеспечил прорыв в поисках планет.
Открытия планет у других звезд из разряда сенсаций перешли в серийные научные результаты. Итог поисков на нынешний момент: - 58 точно подтвержднных планет у нормальных звезд (звезд главной последовательности). При этом у пяти звезд найдено по две планеты и у одной - три. - 14 пока неподтвержденных систем. - Две планетных системы у пульсаров, т.е. у нейтронных звезд. Одна из них имеет три или четыре обнаруженные планеты (одна, самая маленькая, под подозрением), вторая - одну. За исключением пульсарных систем, все открытые планеты намного тяжелее Земли: самая маленькая - больше 0.16 массы Юпитера, самая большая - больше 11 масс Юпитера. Известны только нижние пределы на массы, поскольку измерению поддается величина M/sin(i), где i - угол наклона оси орбиты планеты к лучу зрения, как правило неизвестный. В отличие от Юпитера, найденные планеты в большинстве случаев имеют орбиты меньше земной - до 0.04 астрономической единицы (АЕ, радиус Земной орбиты), период обращения 3 дня. Большие массы и маленькие орбиты - это попросту результат того, что именно такие планеты легче обнаружить. Впрочем, со временем стали все чаще находить планеты-гиганты с орбитами порядка размеров земной орбиты. Самая большая орбита уже приближается к юпитерианской - 4.47 АЕ, период обращения 6.3 года, масса планеты - 7 масс Юпитера.