Один из самых занимательных вопросов астрономии заключается в том, является ли наша Солнечная система нормальной по сравнению с остальными звездными системами? Или, другими словами – много ли в Млечном Пути таких звездных систем, как наша? Или она уникальна?
И ответ на этот вопрос, кажется, получен. Новое исследование, на работы в рамках которого было потрачено огромное количество времени (в процессе наблюдения за звездами), похоже указывает на то, что да! Наша Солнечная система вовсе не одна такая на бескрайних просторах космоса…
Солнечная система весьма стандартна
Работы, которые проводятся учеными по поиску экзопланет, весьма трудоемкий процесс. И обычно он занимает несколько лет. Однако и этого времени бывает недостаточно, чтобы обнаружить планеты, которые находятся на очень удаленных от своей родительской звезды орбитах. Эти миры, как правило, остаются совершенно незамеченными. Именно поэтому группа астрономов решила три десятилетия назад начать сбор данных в ходе исследования, получившего название California Legacy Survey.
Цель работы состояла в том, чтобы наблюдать как можно больше звезд как можно дольше. И недавно исследователи опубликовали первые результаты своей работы. В ней анализируются звездные системы, на которые очень похожа наша Солнечная система. В ходе исследования команда исследователей наблюдала 719 звезд, очень похожих на Солнце, чтобы попытаться вычислить все возможно существующие возле них экзопланеты. Всего в ходе исследования было найдено 14 новых экзопланет, а так же уточнены параметры орбит 163 ранее известных.
И вот что выяснилось. Самые большие планеты оказались примерно на тех же орбитах, что и в нашей звездной системе. То есть исследователи увидели картину, аналогичную структуре Солнечной системы. Оказалось, что те из обнаруженных экзопланет, которые по размерам похожи на Юпитер или Сатурн, обычно находятся на расстоянии от 1 до 10 астрономических единиц от своих звезд.
Обнаружение экзопланет по лучевой скорости
Следует отметить, что открытие планет, похожих на Юпитер или Сатурн, на вышеупомянутых расстояниях, сталкивается с очевидным парадоксом. А именно – обилием так называемых горячих юпитеров, обнаруженных ранее. Так называют планеты-гиганты, которые находятся очень близко к своим звездам. Однако этому есть объяснение. Оно очень простое – многие из исследователей ищут именно большие планеты рядом со звездами. Ведь это самые простой способ обнаружения экзопланет с помощью метода лучевых скоростей. Этот метод используется уже очень давно. Он заключается в анализе движения звезды с точки зрения земного наблюдателя.
Однако сегодня это уже не самый популярный метод обнаружения экзопланет. Поскольку он позволяет вычислить лишь их присутствие и примерную массу. Для этого достаточно измерить параметры движения звезды, и определить, взаимодействует ли она гравитационно с какими-то другими объектами. Очевидно, что массивная экзопланета способна сместить общий центр масс системы. Который и фиксируют астрономы. И Солнечная система в этом смысле не уникальна. Просто все планеты земной группы имеют относительно небольшую массу. И поэтому центр масс системы Земля-Солнца, например, находится почти в центре Солнца.
То есть влияние, которое такие планеты оказывают на свои звезды, минимально. Однако у газовых гигантов все немного по другому. Поскольку их массы довольно внушительны. Например Юпитер имеет центр масс с Солнцем вообще за пределами нашего светила. Фактически, он заставляет Солнце двигаться таким образом, что инопланетным астрономам не составит никакого труда обнаружить этот газовый гигант по косвенным признакам. А еще это означает, что Юпитер вращается вовсе не вокруг Солнца.
Очевидно, что метод лучевых скоростей не подходит для поиска объектов, имеющих небольшую массу. И поэтому вместо него сегодня чаще используется метод транзита. Он заключается в наблюдении за светом звезды. И отслеживании периодических падений ее яркости. Эти события вполне могут быть вызваны прохождением какого-то объекта между Землей и наблюдаемой звездой. А частота, с которой это явление будет повторяться, позволит вычислить орбиту это объекта.
Все в норме. До Урана и Нептуна
Однако остался вопрос, на который пока нет ответа. Он заключается в том, можно ли найти планеты, такие как Уран или Нептун, за пределами диаметра 10 а.е. от их звезды? Ведь это очень непросто. Планете, похожей на Сатурн, вращающейся на расстоянии 9 а.е. от своей звезды, требуется около 29 лет, чтобы совершить один оборот вокруг нее. И это предел текущего периода проведенных наблюдений. Планета с более длинным орбитальным периодом никак не может быть обнаружена за 30 лет сбора данных. Хорошая новость в том, что на самом деле, эта работа еще далека от своего завершения.
Данные, собранные за три десятилетия – просто материал для промежуточного анализа. Исследователи утверждают, что их цель – продолжить сбор данных и дальше. К тому же технологические возможности постоянно растут, и это позволит обнаруживать даже самые небольшие планеты. В скором времени исследователям станет доступен новый оптический спектрометр Keck Planet Finder, который позволит обсерватории Кека обнаруживать планеты размером с Землю.
Но как бы там ни было, тот факт, что Солнечная система вполне нормальная, является отличной новостью для поиска жизни в других местах.
Которой в космосе может быть очень много…