Вы можете подумать, что для того, чтобы найти планету, вращающуюся вокруг удаленной звезды, обязательно требуется иметь огромные телескопы, которые будут настолько мощными, что смогут засечь даже самые тусклые и мелкие детали. Почему же в таком случае не построить по-настоящему огромный телескоп, который мог бы сделать огромное количество открытий?

Обнаружить такие чужие миры довольно тяжело, так как они находятся очень близко к ярким звездам, свет которых не позволяет видеть их. Также, если экзопланета расположена достаточно далеко от своей родительской звезды, незначительный свет, который она отражает, будет слишком слабым, чтобы его можно было засечь даже с помощью самого огромного телескопа. Поэтому для того, чтобы действительно найти планету, требуется применить невероятно изобретательные косвенные техники. Только 7 процентов экзопланет были открыты с помощью прямых наблюдений.
Методы открытия новых планет: метод Доплера

Удаленные звезды действуют на планеты своими гравитационными силами, таким образом, удерживая их на орбите, но гравитация самих планет также заставляет их притягиваться к звезде. Если силы гравитации равны, два небесных тела вращаются вокруг одной и той же точки. Эта центральная точка будет находиться в определенном месте, в зависимости от массы обоих объектов.

Звезда будет отходить от своего центра масс совсем немного, подобно тому, как отклоняется от центра спортсмен-метатель, когда делает оборот перед бросанием молота. Изучая свет, излучаемый звездой, мы можем заметить легкие движения и определить изменения положения спектральных линий. Измерение этих изменений позволяет определить приблизительную массу планеты. Этот метод обнаружения экзопланет называется Метод радиальных скоростей или Метод Доплера.

Астрометрия выступает дополнением этого метода, когда гравитационные колебания слишком большие для телескопов, что не позволяет увидеть изменение положения звезды в то время, когда на ее орбите находится экзопланета. Однако изменение положения звезды обычно настолько малозначительно, что использование этого метода оказывается проблематичным.

В случае с "супер-Землей" HD40307g, эта экзопланета была открыта с помощью инструмента под названием HARPS (англ. Europe's High Accuracy Radial velocity Planet Searcher), спектрографом, установленным в Европейской обсерватории Ла-Силла в Чили, который способен почувствовать самые слабые изменения звездного спектра, таким образом, позволяя доказать существование экзопланеты в обитаемой зоне.
Нейтронные звезды пульсары и их планеты

В некоторых особых случаях похожий метод используется для определения наличия планет рядом с пульсарами – быстро вращающимися экстремально плотными нейтронными звездами. Во время их вращения звезды выделяют интенсивные радиационные излучения в виде лучей, которые похожи на лучи света маяка. Если Земля оказывается в том положении, когда на нее падает этот луч света, то земные наблюдатели могут заметить пульсацию энергии. Именно благодаря такой пульсации эти звезды получили свое название – пульсары.

Присутствие планеты на орбите звезды пульсара вызывает колебания ее света из-за гравитационных сил планеты, что влияет на "расписание" пульсации. Измерив изменчивость пульса, можно определить орбитальные характеристики и массу планеты.
Методы открытия новых планет: Транзитный метод

В других случаях орбита экзопланеты выстраивается так хорошо, что ее можно наблюдать с выгодной позиции на Земле. Когда планета идет транзитом перед своей родительской звездой, она заслоняет ее свет, и земной наблюдатель, видя звезду, может также в этот момент засечь и планету. Измерив изменение светимости звезды во время транзита планеты, можно определить физические размеры этой планеты и даже ее физические свойства. Эта техника называется Транзитный метод.

Космический телескоп НАСА "Кеплер" был сконструирован для того, чтобы обнаруживать самые незначительные колебания в светимости звезд, когда экзопланеты идут впереди них транзитом. В настоящее время с помощью этого телескопа удалось засечь уже около 2300 экзопланет-кандидатов (хотя эти сигналы еще требуется проверить) на небольшом участке Млечного Пути.

В системах с множеством планет исследователи используют Метод вариации времени транзитов (TTV). Небольшие отклонения в орбитальных периодах показывают наличие поблизости еще одной планеты, которая может быть невидима наблюдателю.

Очень редко используется метод под названием Гравитационное микролинзирование, когда звезда проходит перед другой, более отдаленной звездой. Гравитационное поле более близкой к нам звезде заставляет свет более дальней звезды как бы огибать ее, наподобие увеличительной линзы. В данном случае можно определить всплески светимости ближней звезды. Если возле ближней звезды имеется экзопланета, ее гравитация повлияет на эффект линзирования.

Существуют и другие косвенные методы обнаружения экзопланет возле далеких звезд, но наверное самым верным является прямое наблюдение, которое пока остается сложным методом. С развитием технологий в будущем, скорее всего можно будет наблюдать за экзопланетами напрямую, а пока эти миры мы можем только рисовать в своем воображении.

Источник: news.discovery.com