Михаил Вартбург
Загадки внесолнечных планет
Долгое время в науке господствовал взгляд, что планеты — очень редкое явление в космосе. Такой взгляд навязывала, например, теория происхождения планет английского астронома Джинса. По Джинсу, планеты Солнечной системы образовались из струи вещества, вырванной из Солнца случайно проходившей поблизости звездой. Струя эта была тоньше в начале, толще посредине и заканчивалась опять утоньшением, что объясняло, почему самые близкие и самые далекие солнечные планеты малы по массе и размеру, а центральные — это газовые гиганты. Сближение звезд — ситуация не только случайная, но и крайне редкая (во всяком случае, в наших регионах Млечного Пути), и поэтому образование планет, по теории Джинса, тоже оказывалось крайне редким событием. И действительно, вплоть до 1992 года ничто не указывало, что какие-либо другие звезды обладают такими же планетными семьями, как наше Солнце. Можно лишь удивляться стойкому оптимизму энтузиастов 5ЕТ1, которые и в этих обстоятельствах продолжали твердить, что внесолнечные планеты существуют.
Ситуация изменилась, когда в 1992 году Алекс Волчан обнаружил одну или несколько планет вблизи одного из пульсаров. Пульсар слегка менял свое положение, видимо, в результате гравитационного воздействия одного или нескольких невидимых объектов. Параметры колебаний позволили Волчану определить совокупную массу этих объектов, которая оказалась много меньше звездных масс, но зато в пределах масс одной очень крупной планеты или нескольких поменьше.
Это открытие проложило путь к регулярному поиску невидимых планет по их гравитационному воздействию на свои звезды, и спустя всего три года такой поиск увенчался выдающимся успехом. В 1995 году Майор и Квелоз, работая в Женевской обсерватории, открыли планету около содниеподобной звезды, именуемой в каталоге «51-я в созвездии Пегаса». Еще несколько месяцев спустя Марси и Батлер открыли свой «планетарный счет», обнаружив планету возле 70-й звезды созвездия Девы (сегодня на счету Марси и Батлера свыше 60 найденных планет). К ноябрю 2003 года полный список открытых астрономами внесолнечных планет достиг 119! Все они обнаружены около ближайших к нам звезд. Сегодня можно уже с уверенностью сказать, что планеты — не редкое, а весьма распространенное явление. Они наверняка будут обнаружены и возле более далеких звезд, как только это станет практически возможно. Но для этого нужно преодолеть серьезные трудности.
Прямое наблюдение внесолнечных планет затруднительно. Планеты светятся только за счет отраженного ими света своей звезды, и это их излучение (например, в Солнечной системе) в миллиард раз меньше, чем излучение самой звезды. Свет звезды попросту затмевает свечение планеты. Да и тепловое (инфракрасное) излучение планеты тоже слабее всего, что могут уловить существующие приборы.
Самым обнадеживающим методом представляется так называемое интерферометрическое погашение звезды. Если наблюдать одну и ту же звезду сразу в два телескопа и потом свести оба изображения вместе, то в двух разных лучах они погасят друг друга. Тогда излучение планеты, если она есть, четко обозначится на темном фоне. Разумеется, так просто бывает только в научно-популярных изложениях, а так хорошо — только в научно-фантастических романах, но первая практическая попытка использования этого метода уже была предпринята в ноябре 2003 года группой Хинца на чилийском телескопе Магеллан. И хотя затемнение звездного света в этой попытке было всего 95 процентов, тем не менее астрономам удалось обнаружить темный кольцевой «ров» в газопылевом диске, окружающем звезду, что, по нынешним представлениям, свидетельствует об идущем там образовании планеты — газового гиганта в несколько раз тяжелее Юпитера примерно на таком же расстоянии от звезды, как Сатурн от нашего Солнца.
Этот успех — хорошая новость для европейского и американского космических агентств, которые планируют запустить (в 2005 и 2010 годах) два проекта интерферометрического поиска планет: «Дарвин», иначе именуемый 81М (8расе 1п1ег!еготе(гу М18$юп, или «Космический интерферометрический зонд»), и ТКР (Тегге81па1 Р1апе1 Ртёег, или «Искатель землеподобных планет»), каждый из которых будет способен затемнять свет звезды в миллион (!) раз. «Дарвин» представляет собой систему из шести орбитальных телескопов, интерферометрическая связь которых должна позволить различать около ближайших звезд объекты всего лишь в несколько раз больше Земли. Четыре больших зеркала ТКР будут размещены по углам квадрата размером с футбольное поле, позволяя различать землеподобные планеты даже на расстоянии 50 световых лет, а его спектрометр позволит анализировать атмосферу этих планет главным образом на наличие озона, метана и кислорода.