Ученые Европейской южной обсерватории сделали очередное открытие. Однако теперь его основное свойство – не столько неожиданность, сколько количественные показатели. При помощи инструмента HARPS было открыто более полусотни новых экзопланет. Данный прибор – спектрометр, измеряющий лучевые скорости звезд с большой точностью. Гравитационное воздействие планеты, обращающейся вокруг своей звезды, приводит к ее смещению по отношению к наблюдателю. В результате изменяется спектр звезды, при ее удалении волны смещаются в красную сторону, при приближении – в голубую. Хотя это смещение ничтожно, при помощи высокоточных спектрометров его можно заметить. Поэтому, найдя звезду с изменяющимся спектром, можно сделать вывод, что у нее есть хотя бы одна планета.

Среди пятидесяти новых экзопланет 16 относятся к классу сверхземель. Так называют планеты, масса которых больше массы Земли, но при этом значительно меньше массы газового гиганта (точнее, их масса должна находится в пределах 1-10 земных). Одна из этих 16 планет находится в зоне обитания своей звезды, хотя и на краю (хотя зона обитания ее звезды может быть больше). Находка такой планеты вызывает интерес, так как ее геология вполне может быть похожа на земную (по крайней мере, она твердая) из-за размера, а нахождение в зоне обитания говорит о возможном наличии воды на поверхности. На основании этих и предыдущих наблюдений, астрономы сделали вывод, что около 40% звезд, похожих на Солнце, обращается хотя бы одна планета, меньшая газового гиганта.

Количество найденных экзопланет перевалило за 600. Кроме спектрального метода, экзопланеты ищут по вариации яркости звезд. Планета, обращающаяся вокруг своей звезды, может затенить ее диск на изображении телескопа. Конечно, это лишь небольшая точка, но современные телескопы  способны засечь даже такое изменение. По методу вариации яркости ищет экзопланеты космический телескоп Кеплер, и на его счету еще 1200 кандидатов. Два метода дополняют друг друга. Если Кеплер ищет экзопланеты далеко от Солнечной системы, то HARPS, напротив, исследует близкие системы. Его открытия поэтому представляют больший интерес, так как близкие планеты могут быть затем более детально исследованы. Планеты же, открытые Кеплером, могут так и остаться лишь галочкой в наблюдениях. Напомним, что недавно была подтверждена эффективность еще одного метода.

«Количество открытий при помощи инструмента HARPS превзошло все ожидания. Было найдено исключительно большое количество «сверхземель» и планет, схожих с Нептуном, при этом они вращаются около звезд, очень похожих на наше Солнце. Что еще важнее, эти результаты говорят о том, что темп подобных открытий ускоряется», - говорит Мишель Майор из Университета Женевы, руководитель группы ученых, сделавших открытие.

Спектрометр HARPS был установлен в обсерватории восемь лет назад. С тех пор он обнаружил 150 экзопланет около солнцеподобных звезд. На его счету около 2/3 всех экзопланет, которые легче Нептуна.

Наблюдения 376 звезд, похожих на Солнце, позволили также провести исследование вероятности нахождения у такой звезды планетарной системы, содержащей хотя бы одну сверхземлю. Было установлено, что 40% звезд имеют такую планету, а также установлено, что большинство планет с массой, меньше, чем у Нептуна (17 земных масс) наблюдаются в планетарных системах с более чем одной планетой.

В настоящее время спектрометр совершенствуется, причем как в программной, так и в аппаратной части. С его помощью был исследован десяток звездных систем, в которых он уже нашел экзопланеты. За два года наблюдений и обработки данных в этих системах удалось найти пять «лишних» планет, массы которых не превышают пять земных.

«Эти планеты станут одними из наиболее перспективных объектов, на которых разрабатываемые космические телескопы будут искать признаки присутствия жизни в виде химических особенностей планетных атмосфер, таких как наличие в них кислорода», – утверждает Франческо Пепе из Женевской обсерватории, первый автор одной из свежих публикаций по этой теме.

Одна из обнаруженных планет, HD 85512 b, имеет массу около 3.6 земных. Вообще, при помощи спектрального метода нельзя точно определить массу, он позволяет только указать ее минимально возможное значение. Однако оказалось, что это значение очень часто близко к реальному. Что еще важнее, эта планета лежит в зоне обитания своей звезды (хотя и на границе). Так что HD 85512 b стала второй, после Gliese 581 d, сверхземлей в зоне обитания.

«У планеты HD 85512 b минимальная масса из всех, для которых методом лучевых скоростей найдена возможность находиться в зоне обитания своей звезды, и это вторая планета такой массы, обнаруженная при помощи HARPS внутри зоны обитания», – говоритт Лиза Кальтенеггер из Института Астрономии имени Макса Планка в Гейдельберге.

Точность HARPS все повышается, теперь он может засекать планеты, превышающие Землю по массе всего в два раза. Прибор способен различить изменение скорости до 4 км/ч. Однако, вероятность этого невысока. Практически наверняка он различит планету, превышающую Землю по массе в 10 раз и имеющую период обращения не больше года. Если же масса планеты составляет три земных, эта вероятность понижается до 20%.

Полученные результаты вселяют в астрономов уверенность в том, что открытие сверхземель около солнцеподобных звезд начнет учащаться. Для этого уже готовится собрат спектрометра HARPS и новый инструмент ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations). Его планируется установить на Очень большом телескопе. Прибор должен быть готов к 2016 году. Он сможет засекать изменения в лучевой скорости до 0.35 км/ч, а может, и меньше. Земля, к примеру, изменяет скорость Солнца на 0.32 км/ч. Так что с помощью ESPRESSO можно будет искать двойников Земли. Также разрабатывается прибор CODEX, который будет установлен на Европейском очень крупном телескопе.

«В течение 10-20 лет мы получим список потенциально обитаемых планет около Солнца. После этого мы сможем приступить к поиску на них жизни», – говорит Майор.