Всем нам с детства знакомы захватывающие истории о таинственных космических мирах и населяющих их инопланетянах. В середине прошлого века особенной популярностью у писателей - фантастов пользовались марсиане, которых, как правило, изображали злыми и противными агрессорами. Несмотря на то, что человечество освоило технологии космических полетов, ученые так и не смогли обнаружить на соседних планетах ни разумного инопланетянина, которым пугали нас фантасты, ни даже завалявшейся ползучей сороконожки. В это время многочисленные любители научной и не очень научной фантастики, даже приуныли. Но уже к середине 90-х годов ХХ века их настроение заметно улучшилось, благодаря бурному расцвету новой научной дисциплины – астрофизики экзопланет.

Экзопланетами ученые называют любые планеты, которые находятся вне Солнечной системы, и не только как Млечный путь в нашей галактике, но далеко за ее пределами.

Так как даже самые мощные телескопы пока не обладают достаточной способностью фиксировать тусклое свечение крошечных планет на фоне куда более мощного света их материнских звезд, ученым все-таки удалось придумать методику. Она основана на регистрации теплового излучения экзопланет, т.е. испускаемых ими волн в инфракрасной части электромагнитного спектра. В инфракрасном диапазоне разница в мощности излучения планет и звезд намного меньше, чем в оптическом (видимом). Следовательно, вероятность увидеть или разглядеть сильно разогретую планету (точнее, – ее собственное тепловое свечение) заметно возрастает. И за последние несколько лет, используя этот метод наблюдения, астрономы смогли сделать несколько открытий. Несмотря на это, подавляющее большинство экзопланет было обнаружено астрономами благодаря использованию различных косвенных методов детектирования. Скажем, первый объект, ставший официально признанной планетой,первый, был детектирован американским астрономом Александром Вольшчаном в 1991-1992 годах в окрестностях далекой нейтронной звезды (пульсара) PSR 1257+12 при помощи специального метода “тайминга пульсаров”. Вольшчану повезло, ведь этот метод успешно сработал только раз.

Исследования астрономов Мишеля Майора из Женевского университета (Швейцария) и Джеффри Марси из Университета Калифорнии в Беркли (США) в 1995 году оказались более успешными. На пару с коллегой Дидье Мелосом Мишель Майор первым сумел с помощью сверхточного спектрометра обнаружить регулярное «покачивание» звезды 51 Пегаса, с повторяющимся периодом 4,23 суток. Происходило «покачивание» из-за гравитационного воздействия на звезду соседней массивной планеты. В свою очередь, команда американских астрономов во главе с Марси, используя схожую методику анализа, в дальнейшем обнаружила 70 из первых 100 экзопланет. Что особенно здорово, так это то, что в отличие от других экспериментальных направлений, астрофизика экзопланет сегодня считается самой массовой и увлекательной сферой деятельности, а добиться реальных результатов в ней могут даже юные астрономы. Так, совсем недавно, английский школьник Том Вагг стал самым молодым в истории астрономии первооткрывателем новой планеты. Обнаружил он ее еще два года назад, в 15-летнем возрасте! Вагг сумел вычислить этот объект, самостоятельно проанализировав открытую информацию, регулярно публикуемую участниками международного поискового проекта WASP. Найденный им газовый гигант вроде нашего Юпитера, расположенный примерно в тысяче световых лет от Земли. После дополнительной проверки профессионалами, в июне 2015 года находке официально присвоили статусновой планеты под условным названием WASP-142b. 

Главный виновник нынешнего всеобщего увлечения экзопланетами – космический телескоп NASA Kepler, который начал свою “большую охоту” в марте 2009 года. Изначально измерительные приборы Kepler были четко сфокусированы на очень узком участке неба размером примерно в 100 кв. градусов – звездном скоплении Лебедя, обладающем повышенной плотностью “звездного населения”. В пределах этой ограниченной поисковой зоны телескоп в течение, примерно, четырех лет (вплоть до непредвиденной поломки оборудования в мае 2013 г.) непрерывно отслеживал изменения светового потока (блеска) 150 тысяч звезд и, пытался поймать те очень редкие моменты, когда поток окажется слегка ослабленным, в результате кратковременного прохождения перед ним невидимых планет-компаньонов. Благодаря успехам Kepler, этот косвенный метод детектирования экзопланет теперь считается наиболее эффективным. К моменту его запуска астрономы смогли идентифицировать чуть более 300 экзопланет. А уже к началу 2011 г. количество объектов-кандидатов в планеты превысило тысячу!

В июле 2015 г. была опубликована последняя версия “каталога планет-кандидатов”, обнаруженных телескопом Kepler. Теперь в нем насчитывается уже почти 4700 объектов, причем более 500 из них добавлены совсем недавно. А еще свыше тысячи ранее найденных находок Kepler, после дополнительных проверок наземными приборами, сегодня получили официальный статус экзопланет. Ученые-разработчики Kepler предполагают, что для полного анализа накопленных ими данных потребуется еще как минимум лет двадцать, а то и больше. Впрочем, за это время на смену Kepler должны прийти другие, еще более мощные и совершенные космические и наземные телескопы.

Благодаря проделанной телескопом Kepler колоссальной черновой работе, начиная с 2011 года, ученые постепенно стали выявлять небольшие, схожие по своим размерам с Землей планеты. Пока этот список весьма скромный – в нем не более нескольких десятков "персонажей". Однако, согласно последним оценкам американских исследователей (сделанныхна базе предварительного анализа данных Kepler) от 10 до 20 % звезд в нашей галактике Млечный Путь должны иметь как минимум по одной каменной планете земного типа, находящейся в так называемой зоне обитаемости. Речь идет о таком расстоянии между планетами и их материнскими звездами, в пределах которого на поверхности этих планет может храниться вода в жидком состоянии, без её наличия жизнь невозможна. 

Конечно, из этого нельзя сделать вывод, что все обнаруженные планеты обитаемы. Но, если вспомнить, что звезд в нашей галактике не менее 200 миллиардов, а самих галактик во Вселенной многие миллиарды, шансы найти планету, похожую на нашу – очень большие. А там посмотрим, живут ли на планетах зеленыечеловечки, или нет, и насколько далеки были от правды писатели - фантасты.

Астрономы разработали несколько различных методов поиска внесолнечных планет. Однако лишь один из таких методов позволяет получить их непосредственные изображения. Он основывается на регистрации при помощи специальных телескопов инфракрасного излучения экзопланет. Этот тип излучения зачастую еще называют “тепловым”, поскольку нагретые объекты выделяют свою энергию, прежде всего в инфракрасном диапазоне (длина инфракрасных волн составляет от 750 нанометров до 1 миллиметра).

В тепловом диапазоне разница в яркости свечения материнских звезд и соседних с ними планет намного меньше, чем в оптическом (видимом). Поэтому вероятность напрямую детектировать собственное тепловое свечение сильно разогретых планет существенно возрастает.

Правда, этот способ прямого обнаружения экзопланет эффективен лишь при наблюдениях за очень молодыми, т.е. еще не успевшими сильно остыть объектами, которые, к тому же, находятся на значительном расстоянии от своих звезд. Впервые такие горячие экзопланеты были обнаружены в конце 2008 г. на снимках космического телескопа «Хаббл», они были сделанные в ближнем инфракрасном диапазоне.

Все прочие методики, которые используются учеными - косвенные, т.е. основываются на специальных математических расчетах.