51 Eri b — планета с наименьшей на сегодняшний день массой, обнаруженная методом прямого наблюдения

В настоящее время учеными-астрономами обнаружено порядка двух тысяч экзопланет и из этого числа всего десять планет были обнаружены путем прямых наблюдений. Трудность такого способа обнаружения планет объясняется тем, что отражаемый ими свет слишком слаб по отношению к свету звезд, вокруг которых вращаются эти планеты. Но астрономический инструмент, специально разработанный для проведения прямых поисков экзопланет, облегчает этот процесс, блокируя свет звезд при помощи нескольких различных технологий. И недавно при помощи этого инструмента, который имеет название Gemini Planet Imager (GPI), ученые из Стэнфордского университета нашли новую планету, располагающуюся на удалении 100 световых лет от Солнечной системы. Эта планета подобна Юпитеру и имеет богатую метаном атмосферу, что делает ее весьма похожей на планеты-газовые гиганты, находящиеся в нашей системе. Планета 51 Eridani b (51 Eri b) довольно «молода» по космическим меркам, ее возраст составляет около 20 миллионов лет. Ее масса в два раза превышает массу Юпитера и она вращается вокруг звезды на расстоянии, в два раза превышающем расстояние от Солнца до Юпитера, а температура на ее поверхности составляет порядка 650 градусов Цельсия. Следует отметить, что вопреки ожиданиям астрономов в спектре многих планет-газовых гигантов присутствует лишь небольшая концентрация метана, но в спектре света планеты 51 Eri b присутствуют сильные спектральные следы и метана, и водяных паров, что делает эту планету если не двойником, то «родным братом» нашего Юпитера. Подавляющее большинство экзопланет, обнаруженных на сегодняшний день, были найдены при помощи транзитного метода по изменению яркости свечения звезды в момент, когда между звездой и Землей проходит искомая планета. Свет звезды, прошедший сквозь атмосферу планеты приобретает спектральные особенности, указывающие на химический состав атмосферы. Но попытка прямо увидеть тусклую планету, находящуюся недалеко от звезды походит на попытку рассмотреть светлячка, находящегося рядом с мощным прожектором. И даже самые совершенные телескопы имеют разрешающую способность, позволяющую рассмотреть лишь в том случае, если звезда системы достаточно тускла, а искомая планета велика, имеет светлую атмосферу, отражающую большое количество света, и планета находится на большом удалении от звезды. 51 Eri b — это одна из первых ранее неизвестных планет, найденных при помощи астрономических инструментов нового поколения. Эти инструменты представляют собой сложнейшие оптические системы, присоединенные к некоторым из самых больших телескопов в мире. К примеру, инструмент GPI установлен на 8-метровом телескопе Gemini South, находящемся в Чили, а его ближайший конкурент, инструмент Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch является частью телескопа Very Large Telescope Европейской Южной обсерватории. И другие подобные инструменты используются на телескопах, находящихся на территории США в Калифорнии и на Гавайях. Все эти инструменты используют так называемую коронографическую маску, позволяющую заблокировать свет от центральной звезды изучаемой системы. А дополнительная оптическая система удаляет рассеянный свет, дифрагировавший от края основного коронографа. При этом, системы используют чрезвычайно мощную адаптивную оптику, которая в режиме реального времени производит компенсацию искажений, вносимых в изображение атмосферой Земли и происходящими в ней процессами. И, несмотря на наличие столь изощренных ухищрений, прямые наблюдения за экзопланетами продолжают оставаться весьма трудным и сложным занятием. Лучше всего астрономам удается видеть большие планеты, размером не менее Юпитера, которые еще относительно молоды и горячи, что обеспечивает их сильное свечение в инфракрасном диапазоне. Но исследования таких планет имеют большую ценность для ученых, пытающихся выяснить тонкости процессов формирования планет из дисков горячего газа и камней, окружающих молодые и яркие звезды. «Это замечательный факт, что инструмент GPI начал приносить результаты сразу же после его включения в работу» — рассказывает Сара Сиджер (Sara Seager), ученая-планетолог из Массачусетского технологического института, — «Мы надеемся, что все это станет только началом долгой программы исследования глубин космоса при помощи метода прямых наблюдений».