Успехи в обнаружении экзопланет привлекли к этой области астрономии не только общественное внимание, но и финансирование. Поэтому сейчас полным ходом идет разработка приборов следующих поколений.
Еще пять лет назад предел чувствительности инструментов для измерения колебаний звездных радиальных скоростей не превышал трех-четырех метров в секунду. Такая аппаратура позволила проверить на предмет наличия экзопланет юпитерианского типа около 2000 солнцеподобных звезд, расположенных в радиусе 150 световых лет от Солнца. А потом появилась возможность заглянуть подальше.
В 2004 году в чилийской высокогорной обсерватории La Silla Paranal (это часть Южной европейской обсерватории) заработал спектрометр HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planetary Search), установленный на 360-см телескопе (который был введен в действие в 1977 году и полностью модернизирован в 1999-м). Этот прибор обеспечивает промер скоростей с точностью до 1 м/с и пока не имеет себе равных. Впрочем, ученые уже обсуждают планы по предполагаемой установке спектрографа с разрешающей способностью в 10 см/с на одном из телескопов Северного полушария (работы по его конструированию и постройке займут около пяти лет).
С Земли из космоса
Не стоит на месте и фотометрия. 27 декабря 2006 года на околоземную полярную орбиту с Байконура был запущен оснащенный 25-см телескопом французский спутник COROT. Он предназначен для сбора информации о внутренней структуре звезд и поиска экзопланет затменным методом. Сообщение о первой удаче появилось уже в мае 2007 года. Космический наблюдатель обнаружил газовый гигант (получивший имя COROT-Exo-1b), который приблизительно каждые 36 часов совершает полный оборот вокруг желтого карлика, отдаленного от нас на 1500 световых лет. Доплеровская спектроскопия показала, что масса этого тела составляет 1,3 массы Юпитера. Космической обсерватории COROT по силам также поиск планет земного типа и спутников газовых гигантов. К середине 2008 года она исследовала на наличие спутников больше 50 000 звезд.
Зона обитаемости
Околозвездная зона обитаемости — область вокруг звезды с условиями, при которых возможно зарождение и поддержание жизни. На поверхности планеты, расположенной в этой зоне, вода может находиться в жидком состоянии, а именно этот фактор важен для биохимии жизни на основе углерода. Размер и расположение этой области зависят от размера и светимости звезды. В списке известных экзопланет преобладают тела калибра Юпитера. Подобные газовые гиганты легче всего обнаружить с помощью существующих методов — доплеровской спектроскопии и фотометрии. На рисунке слева направо показаны две самые маленькие планеты, которые после доплеровского обнаружения были изучены с помощью фотометрии — Gliese 436b и HD 149026b. Справа от них расположен Юпитер.
Весной 2009 года NASA выведет на орбиту спутник аналогичного назначения Kepler с метровым телескопом. Европейское космическое агентство работает над программами космических миссий PLATO, SEE-COAST, PEGASE и DARWIN, которые тоже станут искать экзопланеты, причем различными способами. Размах этих проектов впечатляет. DARWIN — флотилия из пяти кораблей, выведенных на околосолнечную орбиту во вторую точку Лагранжа по отношению к Земле. Четыре станции, оснащенные телескопами с апертурами в 1−2 м, образуют сверхчувствительный оптический интерферометр космического базирования, а то время как пятый корабль будет интегрировать полученную информацию и переправлять ее на Землю. DARWIN сможет не только найти планету земного типа, но и проанализировать ее атмосферу. Эти проекты будут реализованы не раньше 2015 года.
Внесолнечные планеты можно зарегистрировать и другими способами. Звездный свет в чистом виде не поляризован, но при отражении от поверхности планеты приобретает слабую поляризацию. В настоящее время несколько научных групп ведут поиск экзопланет с помощью поляриметров, смонтированных на мощных телескопах.
Что мы знаем об экзопланетах
К осени 2008 года было известно 306 экзопланет. Почти все они (примерно 88%) пока считаются одиночными спутниками своих звезд. Это вовсе не значит, что они не имеют компаньонов, просто об их существовании пока еще не известно. К настоящему времени зарегистрировано 29 планетных систем, принадлежащих обычным звездам, и уже упоминавшаяся трехпланетная система пульсара PSR 1257+12.
Все многопланетные системы были открыты методом доплеровского измерения радиальных скоростей, благодаря которому и была найдена львиная доля (95%) внесолнечных планет. Дополнительная информация о 56 из них (исключительно одиночных) была получена с помощью фотометрической техники. Семь экзопланет обнаружили с помощью микролинзирования, пять — прямым фотографированием. В 2007 году на орбите вокруг уж совсем особенной звезды, горячего пульсирующего субкарлика HS 2201+2610, которая когда-то была красным гигантом, а сейчас превращается в белый карлик, была обнаружена газовая планета с массой более трех Юпитеров (ее и нашли особым способом, по изменению периода пульсаций). И еще четыре планеты принадлежат пульсарам. Итого: 289+7+5+1+4=306.
Большинство известных экзопланет обращается вокруг звезд спектральных классов K, G и F, ко второму из которых принадлежит и наше Солнце. Массы этих звезд составляют от 0,8 до 1,7 солнечной массы, а поверхностная температура — от 3,5 до 7,5 тысячи Кельвинов. Отчасти это объясняется тем, что именно у таких звезд экзопланеты и ищут, но есть и другие причины. Самые горячие голубые и бело-голубые звезды спектральных классов О и В испускают мощные потоки электромагнитного излучения и быстрых частиц, которые препятствуют конденсации вещества протопланетных дисков. Самые мелкие и холодные — красные карлики спектрального класса М — либо наименее склонны к планетогенезу, либо обладают небольшими планетами, которые пока не поддаются обнаружению.