Параметры экзопланет

Из-за сильного влияния наблюдательной селекции большая часть открытых до сих пор экзопланет — это газовые гиганты на довольно маленьких орбитах (почти у 40% орбит размер большой полуоси о,4 а. е.). Можно лишь удивляться, что первые открытые в массовом количестве планеты оказались именно того типа, кото­рый меньше всего ожидался по теоретическим соображениям.

Орбиты планет в Солнечной системе почти круговые, а очень вы­тянутые орбиты наблюдаются лишь у комет. Экзопланеты и в этом смысле вызывают недоумение: у большинства из них орбиты до­вольно вытянутые, и только Среди них имеют почти круговые орбиты. Более того, лишь около Из обнаруженных планетных систем имеют более одной зарегистрированной планеты. Впрочем, это число непременно увеличится: наверняка будут открыты и дру­гие планеты в тех системах, где сейчас известна лишь одна.

Планетные системы, в которых наблюдались затмения и из­мерялись скорости, служат богатыми источниками информации. По доплеровскому смещению линий мы можем вычислить орби­тальные параметры, оценить массу планеты и определить ее ско­рость в тот момент, когда она проходит перед диском звезды, вызы­вая небольшое затмение. По четырем моментам контактов дисков планеты и звезды можно вычислить размер планеты и определить нижний предел размера звезды. Зная массу и размер планеты, легко вычислить ее плотность. Она уже измерена у дюжины из них: все они оказались газовыми гигантами.

С развитием методов наблюдения и по мере накопления данных обнаруживаются все менее массивные планеты. В 2000 году была открыта планета с массой Сатурна, а затем нашли планеты типа Урана и Нептуна.

Первые указания на существование скалистой планеты появились в 2007 году. Стефан Удри с коллегами из Же­невской обсерватории сообщили об открытии двух маломассивных планет, обращающихся вокруг звезды Глизе 581 (ОИезе 581). Более крупная из планет в 7 раз массивнее Земли и движется по орбите радиусом 0,22 а. е. Вторая планета с массой 5 масс Земли обраща­ется на расстоянии всего 0,07 а. е. от звезды; ее орбитальный пери­од равен 13 суткам. Эта планета представляет особый интерес, по­скольку на таком расстоянии от звезды вода может быть жидкой. Так что ледяная планета практически исключается; газовая планета маловероятна изза небольшой массы; остается только планета из горных пород, которая может иметь жидкую воду (или вообще не иметь воды).

Заметим, что прохождения планеты перед диском звезды дают и другую важную информацию. Сравнивая спектр звезды во время прохождения со спектром, полученным между прохождениями, можно заметить два различия. Во первых, небольшое уменьшение полного потока. Вовторых, если часть света поглощается в атмос­фере планеты, то при этом могут появиться некоторые дополни­тельные спектральные линии. Этот эффект очень мал. Но если он будет обнаружен, то расскажет нам о составе, температуре и плот­ности атмосферы планеты.

Дебра Фишер (Государственный университет, СанФранциско) и Джеф Валенти (Институт космического телескопа) в 2005 году об­наружили, что наличие у звезды планет сильно зависит от Метолличности (обилия железа относительно водорода) самой звезды. С ростом обилия железа возрастает и доля звезд с планетами. При обилии железа, равном половине солнечного, лишь 2% Исследован­ных звезд имеют планеты. А у звезд с обилием железа вдвое боль­шим, чем на Солнце, планеты обнаруживаются в ю% случаев. Это вполне объяснимо в рамках наших представлений о формировании планет. Чтобы газовая планета набрала массу, в аккреционном дис­ке должны быть льды. Для образования льдов нужен кислород, со­держание которого возрастает вместе с металличностью.

С другой стороны, низкая металличность не исключает суще­ствования планет. Их обнаружили и у звезд, бедных металлами. Крайние примеры — звездагигант НБ 47536 и звезда главной по­следовательности НТ> 155358. Обилие металлов у них впятеро ниже солнечного, но обе они имеют по две планеты.