Экзопланета (внесолнечная планета) — планета, находящаяся вне Солнечной системы.
Исторически, ещё Джордано Бруно высказывал идеи о множественных мирах, но он руководствовался в первую очередь философскими соображениями. Первым более-менее научным заявлением было предположение капитана Джейкоба, астронома Мадрасской обсерватории, высказанное в 1855 году. В нём говорилось о «высокой вероятности» существования «планетарного тела» в двойной системе 70 Змееносца. Эта гипотеза сначала подтвердилась — в 1896 году было заявлено о существовании в системе несветящегося спутника с периодом обращения в 36 лет, однако потом появилось доказательство о том, что такая система была бы неустойчива. Таким образом, гипотеза не подтвердилась, но и до сих пор не была опровергнута.
В 2014 году, уже после открытий многих экзопланет, в архивах был найден спектр Звезды ван Маанена, полученный в 1917 году. Он считается первым наблюдательным свидетельством существования экзопланеты, однако в дальнейшем существование планет у звезды подтверждено не было.
В 1952 году Отто Струве высказал предположение, что «горячие юпитеры» можно было бы обнаруживать путём наблюдения колебаний соответствующей звезды. Однако в течение долгого времени на такие исследования не выделялось телескопное время, так как господствующая в тот момент теория отвергала возможность появления «горячих юпитеров». Если бы не это, возможно, экзопланеты могли быть обнаружены до 1990-х годовАви Лёб рассказывает об астрофизике настоящего и будущего , elementy.ru, 29 мая 2019 года.
Астрономы понимали, что у более близких звёзд должно быть легче зафиксировать колебания в их движении при наличии планет. Большая скорость движения звезды Барнарда по небу указывала на её близость к Земле, и в итоге, в начале 1960-х годов Питер Ван де Камп объявил об открытии у этой звезды планеты с массой Юпитера. Это открытие было опровергнуто, однако на орбите этой звезды на данный момент есть кандидат в экзопланеты (GJ 699 b), который, если существует, должен иметь массу в 3,2 раза больше, чем у Земли.
Систематический поиск экзопланет методом радиальных скоростей начался в 1980-х годах.
Наконец, первая подтверждённая экзопланета была обнаружена в 1988 и подтверждена в 1992. Она вращается вокруг пульсара PSR 1257+12, и, хотя до её открытия была обнаружена другая планета, именно она стала первой подтверждённой.
Первая планета у звезды главной последовательности — 51 Пегаса — была открыта в 1995 году и является типичным «горячим юпитером».
В этой статье представлены первые в своём роде или примечательные открытия экзопланет по годам.
1988—1994 Гамма Цефея A b: в 1988 году были замечены колебания лучевой скорости Гаммы Цефея A c периодом в 2.5 года. Однако, из-за некоторых ошибочных данных считалось, что подобная система не может быть устойчивой. Планета была подтверждена лишь в 2002 году. HD 114762 A b: объект, обнаруженный в 1989 году, имеет массу как минимум 11 MJ и обращается вокруг звезды с периодом 89 дней. Изначально считалось, что это коричневый карлик, но впоследствии он включался в каталоги экзопланет. Однако, в 2019 году, с помощью телескопа Gaia, было определено, что масса объекта превышает 13,5 MJ, так что он всё же является коричневым карликом, а не планетой. PSR 1257+12: у этого пульсара, на основе небольшого изменения его периодичности, была открыта первая подтверждённая экзопланета. Открытие произошло в 1988 году, подтверждение — в 1992.
1995—1998 51 Пегаса b: эта планета, открытая в 1995 году, стала первой подтверждённой планетой, обращающейся вокруг обычной звезды. Это — типичный «горячий юпитер», завершающий оборот вокруг звезды за 4,2 суток.
47 Большой Медведицы b: открытая у солнцеподобной звезды в 1996 году, эта планета стала первой, принадлежащей к классу «холодных юпитеров» — большая полуось её орбиты в два с небольшим раза больше, чем у Земли. Впоследствии в системе было открыто ещё две планеты такого же класса. Глизе 876 b: в 1998 году она стала первой планетой, обнаруженной на орбите красного карлика (Глизе 876). К своей звезде она ближе, чем Меркурий к Солнцу, однако бывают и более близкие планеты.
1999 Ипсилон Андромеды: первая звезда главной последовательности, у которой обнаружено больше одной планеты. В системе найдено три планеты: b, c, d, открытые в 1996, 1999, и 1999 соответственно. Их массы — 0.687, 1.97 и 3.93 MJ, а большие полуоси — 0.0595, 0.830 и 2.54 а. е. соответственно. В 2007 было выяснено, что они вращаются не в одной плоскости. HD 209458 b: эта планета, изначально открытая методом радиальных скоростей, стала первой, для которой наблюдалось прохождение перед звездой.
2001 HD 209458 b: с помощью телескопа «Хаббл» было доказано, что эта планета имеет атмосферу. Астрономы нашли натрий в атмосфере, а также предположили, что в атмосфере есть облака. Йота Дракона: первая гигантская звезда, у которой была обнаружена планета, что доказало возможность существования у них планетных систем. Планета очень массивная и крупная, а её орбита очень вытянута.
2003 PSR B1620−26 b: с помощью телескопа «Хаббл» была обнаружена самая старая на сегодняшний день экзопланета, её возраст оценивается в 12,9 миллиардов лет. Она находится в шаровом скоплении M 4, а её родительская звезда — двойная, состоящая из пульсара и белого карлика.
2004 Мю Жертвенника c: планета с массой в 14 масс Земли стала первой, принадлежащей к классу «горячих нептунов» или «суперземель», в зависимости от того, каким окажется её радиус. 2M1207 b: первая планета, обнаруженная у коричневого карлика. Также это первая экзопланета, открытая методом прямого наблюдения в инфракрасном диапазоне. Первичная оценка её массы дала результат в 5 MJ, оценка расстояния до коричневого карлика — 55 а. е., но потом эти результаты поменялись: в конце 2005 года масса считалась равной 3.3 MJ, а расстояние — 41 а. е.. Масса коричневого карлика — 25 MJ. Температура на поверхности планеты составляет 1250 K, что объясняется выделением энергии за счёт сжатия. В 2006 году у коричневого карлика был обнаружен пылевой диск.
2005 TrES-1 и HD 209458b: с помощью телескопа «Спитцер» было обнаружено излучение от этих двух экзопланет. Была определена температура и изучены составы их атмосфер.
Глизе 876 d: была найдена ещё одна планета в системе Глизе 876. С учётом массы в 7,5 раз больше земной, она, скорее всего, состоит из камня. Большая полуось её орбиты — 0,021 а. е., а период обращения вокруг звезды — 1,94 суток.
HD 149026 b: плотность этой планеты достаточно велика для горячих юпитеров, что объясняется ядром большой массы. Масса ядра оценивается в 70 масс Земли, то есть около двух третей массы планеты.
2006 OGLE-2005-BLG-390L b: эта планета была открыта методом гравитационного линзирования. Планета находится на расстоянии в 21,5 тысячи световых лет от Земли в направлении на центр Галактики и является одной из самых удалённых известных экзопланет. Масса планеты оценивается в 5,5 масс Земли, расстояние до звезды — в 2,6 а.е., но раньше планеты с такой массой находились только на очень близком расстоянии от своих звёзд. Также, с учётом того, что её родительская звезда — красный карлик, это одна из самых холодных известных экзопланет. Её температура оценивается всего в 50 K. HD 69830: эта звезда имеет три планеты с массами порядка массы Нептуна. Это — первая солнцеподобная звезда, у которой обнаружено три планеты, и все по массе значительно меньше Юпитера. Все три планеты находятся на расстоянии менее 1 а.е. от звезды, массы планет b, c и d — 10, 12 и 18 масс Земли соответственно. Самая дальняя из планет, вероятно, находится в зоне обитаемости, а на её орбите находится пояс астероидов.
2007 HD 209458 b and HD 189733 A b: эти экзопланеты стали первыми, у которых проводились прямые наблюдения атмосферы. В атмосфере HD 209458 b была обнаружена линия с длиной волны 9,65 мкм, которая связана с силикатной пылью в атмосфере, а также линия с длиной волны 7,78 мкм, пока не идентифицированная. Спектр планеты HD 189733 A b исследовала другая научная группа. Линии водяного пара сначала не были найдены ни у одной из планет, но потом еще одна группа обнаружила их у HD 189733 A b. Глизе 581 c: планета была открыта с помощью инструмента HARPS методом лучевых скоростей. Это первая планета, которая принадлежит к классу суперземель и находится в зоне обитаемости. Однако дальнейшие исследования показали, что скорее всего атмосфера этой планета, как у Венеры, вызывает сильный парниковый эффект, из-за чего вряд ли на планете есть вода в жидком состоянии. Однако, есть возможность существования жизни на планетах той же системы, d и g. Глизе 436 b: одна из первых (2004 год) открытых планет с массой порядка массы Нептуна, была подтверждена в 2007 году. Масса планеты оказалась равной 22 массам Земли. Несмотря на высокую температуру, плотность планеты практически такая же, как у Нептуна. TrES-4 A b: самая крупная из известных экзопланет, она в 1,7 раз больше Юпитера в диаметре, однако её масса составляет только 0,84 MJ. Получается, её средняя плотность равна лишь 0,2 г/см3. И хотя она находится очень близко к звезде, и, следовательно, имеет высокую температуру, этого недостаточно для объяснения такого большого размера.
2008 OGLE-2006-BLG-109L b и OGLE-2006-BLG-109L c: эта пара планет очень похожа на Юпитер и Сатурн по своим параметрам. И хотя это не означает наличия обитаемых планет в системе, это может упростить зарождение там жизни, так как эти две планеты, как и в Солнечной системе, могут расчистить зону обитаемости от крупных астероидов. HD 189733 A b: спектральный анализ этой планеты позволил обнаружить органические вещества. Ранее там был открыт водяной пар, но в 2008 был обнаружен метан. И хотя условия на этой планете делают существование жизни на ней маловероятным, это первый случай нахождения такой важной для жизни молекулы вне Солнечной системы. HD 40307: с помощью инструмента HARPS у этой звезды было обнаружено три планеты, и все — суперземли. Их массы лежат в диапазоне от 4 to 9 масс Земли, а периоды обращения вокруг звезды — от 4 до 20 суток. Это первая система с несколькими планетами, в которой не было обнаружено газовых гигантов 1RXS J160929.1−210524: на расстоянии 330 а.е. от этой звезды была обнаружена планета. В 2010 было подтверждено, что это не планета-сирота, а обращающаяся вокруг звезды Фомальгаут b: была открыта планета, вращающаяся внутри остаточного диска звезды Фомальгаут. Это был первый случай прямого наблюдения экзопланеты в оптический телескоп. Масса планеты оценивается в 3 MJ. Предполагается, что высокая светимость планеты в оптическом диапазоне вызвана наличием системы колец у планеты. HR 8799: у этой звезды было открыто несколько планет методом прямого наблюдения. Массы планет — 7, 7 и 5 MJ, а расстояния до звезды — 24, 38 и 68 а.е. соответственно.
2009 CoRoT-7 b: на орбите звезды COROT-7 была открыта планета с радиусом в 1,7 радиусов Земли. Из-за того, что планета находится на расстоянии около 0,02 а.е. от звезды, её температура составляет 1000—1500 °C. Возможно, эта планета является хтонической планетой. Глизе 581 e: четвёртая открытая планета в системе Глизе 581. Находится на расстоянии 0.03 а.е. от звезды и имеет массу в 1,9 масс Земли, что делает её одной из самых лёгких планет, вращающихся вокруг обычных звёзд. 61 Девы: первая солнцеподобная звезда, у которой обнаружена суперземля. GJ 1214 b: суперземля, которая, судя по плотности, может являться планетой-океаном, состоящей на 75% из воды и на 25% из камня. Часть воды на ней должна быть в форме льда VII.
2010 47 Большой Медведицы d: эта планета обладает наибольшим орбитальным периодом, составляющим 38 лет, среди планет, открытых методом лучевых скоростей. CoRoT-9 b: первая планета, открытая транзитным методом, которая имеет умеренную температуру на поверхности. Её период — 95 дней, а расстояние до звезды — 0,36 а.е., в то время как другие планеты, открытых этим методом, находятся гораздо ближе к звёздам. Температура оценивается от 250 K до 430 K (от −20 °C до 160 °C).