Мисливці на планети: як учені шукають двійника Землі у 2025 році

30 років тому, 6 жовтня 1995 року, швейцарські астрономи Мішель Майор і Дідьє Кело оголосили про відкриття першої екзопланети – 51 Пегаса b (Димидій), газового гіганта, що обертається за 4,23 дні навколо зорі за 50 світлових років від нас. Це відкрило еру пошуків позасонячних планет, яких нині каталогізовано понад 6000. Від гарячих юпітерів до кам’янистих світів – різноманіття вражає, але двійника Землі ще не знайдено. Сучасні технології, як спектрограф Harps-N, наближають нас до мети. Ось як учені полюють за землеподібною планетою.

Відкриття Димидію: революція в астрономії

У 1995 році спектрограф Елоді в обсерваторії Верхнього Провансу зафіксував коливання зорі 51 Пегаса – "зоряний штрихкод" зміщувався кожні 4,23 дні через гравітацію планети. Димидій, газовий гігант із температурою 1000°C, став першим підтвердженим "гарячим юпітером". Відкриття, яке спершу викликало скептицизм, змінило уявлення: планети можуть існувати не лише в Сонячній системі. У 2019 році Майор і Кело отримали Нобелівську премію.

Методи пошуку екзопланет: транзити і променеві швидкості

Метод променевих швидкостей

Використаний для Димидію, він фіксує коливання зорі через гравітацію планети. Сучасні спектрографи (Harps-N, Espresso) вимірюють зсуви швидкості до 0,1 см/с. Земля викликає коливання Сонця на 9 см/с, що складно виявити. Метод визначає масу планети, але обмежений наземними телескопами.

Метод транзитів

Транзит – коли планета затемнює зорю, знижуючи її яскравість. Космічні телескопи Kepler (2009–2018) і TESS (2018–дотепер) виявили тисячі планет, вимірюючи радіус. Наприклад, Юпітер затемнює Сонце на 1%, Земля – на 0,01%. Поєднання методів дає масу і радіус, дозволяючи оцінити склад (кам’янистий чи газовий).

Різноманіття екзопланет: від пекла до надії

За 30 років відкрито:

Гарячі юпітери: Масивні, близькі до зір (як Димидій).
Ультрагарячі юпітери: Орбіта <1 дня.
Суперпухирчасті гіганти: Більші за Юпітер, але легші.
Кам’янисті планети: Як Kepler-78b (1,86 маси Землі, 8,5-годинний "рік", лава на поверхні).
Системи з двома зорями: Схожі на Татуїн.

Система HIP41378 (5 планет, подібних до Венери за орбітою) наближає нас до розуміння Сонячної системи, але двійника Землі немає.

Пошуки двійника Землі: чому це складно

Двійник Землі – планета з масою, радіусом і температурою, як у Землі, на орбіті зони життя зорі, подібної до Сонця. Проблеми:

Технологічні обмеження: Потрібна точність <9 см/с для променевих швидкостей.
Час спостережень: Транзити землеподібних планет (з орбітою 1 рік) рідкісні, потрібні роки.
Рідкість систем: Гарячі юпітери – 1% планет, землеподібні – ще рідше.

У 2025 році Harps3 на телескопі Ісаака Ньютона (Ла-Пальма) почне кампанію з пошуку землеподібних планет. Десятиліття спостережень можуть дати результат.

Чи унікальна Земля?

Епікур у 341 р. до н.е. припускав безліч світів, тоді як Арістотель вважав Землю центром єдиного Всесвіту. Сучасні дані: 100 млрд зірок у Чумацькому Шляху, 100 млрд галактик. Планети – побічний продукт зореутворення, тож їх трильйони. Відсутність двійника Землі – не унікальність, а обмеження інструментів. Пошук триває.