Как известно, планеты, которые не входят в Солнечную систему, почти недоступны для прямого наблюдения. Однако эта трудность – не преграда для современной астрономии. О присутствии планет говорят как аномалии движения материнских звезд, так и специфические особенности их излучения. Почти все известные экзопланеты, общее число которых превысило три сотни, были обнаружены с помощью обработки таких наблюдений.
Однако охоту за экзопланетами в принципе можно вести точно так же, как в свое время искали планеты Солнечной системы, лежащие за Сатурном. Для этого достаточно просто смотреть в телескоп – точнее, в духе нашей высокотехнологичной эпохи, заставлять компьютерные программы анализировать оцифрованные звездные снимки. И в принципе, и на практике это вполне решаемая задача. Однако видимая яркость экзопланет настолько ничтожна, что шансы на успех здесь невелики. Поэтому количество открытий такого рода пока что можно пересчитать по пальцам.
В 2004 году один из восьмиметровых телескопов Южной Европейской обсерватории с помощью наблюдений в инфракрасном диапазоне зафиксировал планету в пять раз тяжелее Юпитера, обращающуюся вокруг коричневого карлика 2М 1207 на расстоянии 55 астрономических единиц (радиусов земной орбиты). Однако французским и американским астрономам, которые год спустя опубликовали сообщение об этом открытии, крупно повезло. Материнская звезда светит настолько слабо, что инфракрасная подпись планеты по яркости всего лишь в 100 раз уступает звездной. Позднее этим методом удалось найти еще лишь 4 кандидата в экзопланеты, причем каждый раз с помощью наблюдений в инфракрасных лучах.
Однако наука идет вперед, и американским астрономам впервые удалось получить изображение экзопланеты в оптическом спектре. Это было сделано с помощью фотоаппаратуры орбитального телескопа Хаббл. Он был нацелен на любимую писателями-фантастами звезду Фомальгаут из созвездия Южной Рыбы, удаленную от Солнца на 25 световых лет. Сообщение об этом открытии появилось в сетевой версии журнале Science.
Фомальгаут сильно превосходит Солнце и по массе, и по размеру, и по светимости. Он в 2,3 раза тяжелее нашего светила, примерно в полтора раза горячее и в 16 раз ярче. По этой причине ему суждено истощить свое термоядерное топливо уже через миллиард лет. Его нынешний возраст не превышает 200-300 миллионов лет и потому как минимум в 20 раз уступает возрасту Солнца.
Окрестности Фомальгаута уже давно интересуют астрономов. В начале 80-х годов американская космическая инфракрасная обсерватория IRAS обнаружила там много космической пыли. Позднейшие наблюдения показали, что Фомальгаут окружен исполинским пылевым диском – точнее, уплощенным бубликом. Внутренняя граница пылевого пояса удалена от звезды где-то на сотню астрономических единиц, внешняя – более чем на две сотни. Любопытно, что геометрический центр диска не только не совпадает с Фомальгаутом, но удален от него на довольно приличную дистанцию – 15 астрономических единиц. Несмотря на огромную дистанцию от звезды, диск настолько прогревается ее мощным излучением, что и сам довольно сильно светит в инфракрасном диапазоне.
Ученые уже давно предполагали, что пылевой пояс Фомальгаута скрывает внутри себя одну или несколько планет. На эту мысль наталкивает специфическое распределение плотности его частиц, которое как раз и может создаваться благодаря наличию массивных компактных тел. 10 лет назад астрономы даже вычислили вероятную орбиту гипотетического спутника Фомальгаута, который получил имя Фомальгаут b. Но дальше этого тогда дело не пошло. Предполагаемую планету пытались найти с помощью инфракрасной аппаратуры, однако эти попытки до сих пор так ни к чему и не привели.
А вот наблюдения в видимом свете, напротив, удались, и теперь Фомальгаут b запечатлен на оптических фотографиях. Это открытие стало возможным благодаря отслеживанию Фомальгаута фотокамерой Хаббла, которое началось в 2004 году и завершилось почти через два года. В ходе этих сеансов космический телескоп сфотографировал внутри диска светящуюся точку. Как показало сравнение снимков, сделанных в 2004 и 2006 годах, она движется вокруг звезды по эллиптической орбите. Это означает, что речь идет о планете, светящей отраженным звездным светом. Хотя ее оптическая подпись в миллиард раз уступает светимости самой звезды, ее все же удалось зарегистрировать. Так что благодаря трудам астронома из Калифорнийского университета в Беркли Пола Каласа и его коллег Фомальгаут b наконец-то обнаружен.
О новооткрытой планете уже кое-что известно, Ее масса скорее всего приблизительно совпадает с массой Юпитера и во всяком случае не превышает трех юпитерианских масс (будь иначе, планета вносила бы в распределение пылевой материи более сильные возмущения). Она удалена от звезды без малого на 120 астрономических единиц и совершает полный оборот за 872 года. Интересно, что она светит ярче, чем можно ожидать от планеты такой массы. Возможно, что Фомальгаут b окружен широким кольцом из льда и пыли, которое тоже отражает звездный свет. Наблюдения также показали, что между 2004 и 2006 годами планета несколько потускнела. Причины этого снижения видимой яркости Фомальгаута b еще предстоит выяснить. Астрономы надеются, что в ближайшие годы планету удастся наблюдать в инфракрасных лучах, и тогда многое прояснится.
Алексей Левин