Экзостар — экзопланета у звезды Каптейна¶

Экзостар (от др.-греч. ἔξω — «вне, снаружи» и ἀστήρ — «звезда»), в русскоязычной литературе также внезвёздная планета, экзопланета — небесное тело, обращающееся вокруг звезды за пределами Солнечной системы. Термин применяется к планетам, вращающимся вокруг других звёзд, а также (в расширительном значении) к планетам-сиротам, не связанным ни с одной звездой, и к объектам, обращающимся вокруг коричневых карликов. На середину 2020-х годов подтверждено существование более 5,5 тысячи экзопланет в свыше 4 тысячах планетных систем; большинство из них обнаружено космическими телескопами «Кеплер», TESS и наземными спектрографами.

¶Терминология

Слово «экзостар» не является официальным астрономическим термином и в научной литературе почти не используется: устоявшееся обозначение — «экзопланета» или «внесолнечная планета». Форма «экзостар» встречается в научно-популярных текстах и иногда ошибочно применяется к объектам, которые на самом деле являются звёздами или коричневыми карликами. Международный астрономический союз (МАС) для наименования экзопланет использует систему, при которой к имени звезды-хозяина добавляется строчная буква латинского алфавита, начиная с «b» (например, 51 Pegasi b).

¶История открытий

Первые сообщения о возможных экзопланетах появились в 1980-х годах, но подтверждены они не были. В 1992 году астрономы Александр Вольщан и Дейл Фрейл объявили об обнаружении двух планет у миллисекундного пульсара PSR B1257+12 — это первые подтверждённые экзопланеты в истории. В 1995 году Мишель Майор и Дидье Кело открыли планету 51 Pegasi b у солнцеподобной звезды; за это открытие они получили Нобелевскую премию по физике 2019 года.

Космический телескоп «Кеплер», запущенный в 2009 году, за девять лет работы обнаружил свыше 2,7 тысячи подтверждённых планет. Телескоп TESS, начавший работу в 2018 году, ведёт обзор ярких звёзд вблизи Солнечной системы. Значительный вклад вносят наземные проекты: спектрограф HARPS в Чили, обсерватория Кека на Гавайях, проект MEarth.

¶Методы обнаружения

Экзопланеты непосредственно не видны из-за огромного контраста яркости со звездой, поэтому применяются косвенные методы.

• Транзитный метод — регистрация периодического ослабления блеска звезды при прохождении планеты по её диску. Основной метод «Кеплера» и TESS.
• Метод радиальных скоростей — измерение доплеровского смещения спектральных линий звезды под действием притяжения планеты. Позволяет оценить минимальную массу.
• Гравитационное микролинзирование — усиление света далёкой звезды гравитационным полем звезды-хозяина и её планеты.
• Прямое наблюдение — получение изображения планеты после подавления света звезды (коронографы, телескоп «Джеймс Уэбб»).
• Астрометрия — измерение смещения звезды по небесной сфере.
• Тайминг пульсаров и затмений — регистрация отклонений в периодичности сигналов.

¶Классификация

По массе и составу выделяют несколько основных типов.

Отдельно выделяют планеты в зоне обитаемости — области вокруг звезды, где на поверхности скалистой планеты может существовать жидкая вода.

¶Известные объекты

• 51 Pegasi b — первый горячий юпитер у солнцеподобной звезды (1995).
• TRAPPIST-1 — система из семи скалистых планет у красного карлика, три из них в зоне обитаемости.
• Proxima Centauri b — ближайшая к Солнечной системе экзопланета (4,24 светового года).
• Kepler-452b — суперземля в зоне обитаемости солнцеподобной звезды.
• HD 189733 b — горячий юпитер, в атмосфере которого обнаружены силикатные облака.

¶Значение

Исследование экзопланет связано с вопросами происхождения планетных систем, устойчивости орбит и распространённости условий, пригодных для жизни. Статистика показывает, что скалистые планеты — распространённое явление, а у значительной доли звёзд имеются планетные системы. Данные телескопа «Джеймс Уэбб» позволяют анализировать химический состав атмосфер экзопланет, в том числе искать биомаркеры — газы, потенциально связанные с биологическими процессами.

¶Проблемы и ограничения

Точность определения массы и радиуса ограничена чувствительностью приборов. Большинство известных экзопланет обнаружено у звёзд, расположенных относительно недалеко от Солнца, что создаёт наблюдательную селекцию. Достоверное подтверждение требует независимого метода: часть первоначальных кандидатов оказывается ложными срабатываниями. Прямые изображения получены лишь для нескольких десятков объектов.