Астрономія/Екзопланети

Відкриття екзопланет – планет за межами Сонячної системи у 1990-х роках стало важливим етапом розвитку космогонії і поставило нові проблеми щодо структури планетних систем.

Перші екзопланети були відкриті на основі точних вимірювань променевих швидкостей зір. Такі вимірювання дозволили виявити зміщення зорі, що викликається тяжінням планети. Метод променевих швидкостей найбільш ефективний для виявлення масивних екзопланет на низьких орбітах навколо близьких до Сонця зір. Цим методом (за даними електронного каталогу exoplanet.eu) на початок 2015 р. було відкрито близько 600 екзопланет. Ще 17 екзопланет було виявлено на орбітах нейтронних зір-пульсарів за затримкою їх радіоімпульсів, що також спричинена тяжінням планети.

Якщо промінь зору лежить у площині орбіти екзопланети, при проходженні планети по диску зорі можливо зареєструвати тимчасове послаблення блиску зорі. На цьому явищі грунтується інший ефективний метод відкриття екзопланет - метод затемнень. У результаті спостережень спеціалізованих космічних телескопів Kepler і COROT кількість екзопланет, відкритих цим методом, перевищила дві тисячі, причому велика кількість з них була підтверджена також методом променевих швидкостей. Окрім того, вже для 70 екзопланет у близьких зір вдалося отримати зображення планети, а для кількох планет - навіть спектр атмосфери.

Ще один метод відкриття екзопланет використовує явище гравітаційного мікролінзування. Якщо промінь зору далекої зорі перетне інша зоря (лінзуюча), що має планету, наявність екзопланети можна виявити за характерною несиметричною кривою блиску. Метод гравітаційного мікролінзування дозволяє відкривати екзопланети на великих відстанях (тисячі світлових років), але не допускає повторних спостережень. Цим методом відкрито 16 екзопланет.

Маси екзопланет сягають до 25 мас Юпітера. При масі небесного тіла більше за 12 мас Юпітера у ньому можливі термоядерні реакції горіння дейтерію. Об'єкти з масами від 12 до 80 мас Юпітера, у яких вигорів дейтерій, називають коричневими карликами і вважають проміжними між зорями і планетами. Останніми роками відкрито велику кількість ізольованих коричневих карликів, що не обертаються навколо іншої зорі. Зауважимо, що сучасні космогонічні теорії допускають утворення з міжзоряної газопилової хмари ізольованих небесних тіл з масами від 3 мас Юпітера. Такі тіла називають коричневими субкарликами або блукаючими планетами.

У 1995 р. була відкрита перша екзопланета поблизу зорі головної послідовності - 51 Peg b (з 2015 р. її офіційна назва Дімідіум). Це планета-гігант, її маса становить половину маси Юпітера. Велика піввісь орбіти дорівнює 0,05 а.о., у 8 разів менше, ніж у Меркурія. У наступні роки було відкрито велику кількість планет-гігантів, розташованих дуже близько до своєї зорі. Відкриття таких екзопланет (вони отримали назву гарячі Юпітери) стало несподіванкою, оскільки у Сонячній системі планети-гіганти розташовані на набагато більшій відстані від центрального світила. Наявність гарячих Юпітерів зробила необхідним перегляд уявлень про будову і розвиток планетних систем, що існували раніше. Для пояснення існування гарячих Юпітерів розробляють теорію планетних міграцій, згідно з якою найбільша планета в системі утворюється в протопланетному газопиловому диску на відстані кілька астрономічних одиниць (як Юпітер), а потім мігрує до зорі.