5. «Горячий Юпитер»
Метод лучевых скоростей, как и астрометрический метод, успешно применялся для обнаружения невидимых компонентов двойных звезд. Такие звезды даже получили название:спектрально-двойные. Примером может служить обнаружение невидимого компонента у самой яркой звезды Сириус, так называемого Сириуса В, о котором каким-то «таинственным» образом узнали предки современных догонов. Но для обнаружения планет метод лучевых скоростей до самого последнего времени оставался совершенно бесперспективным. Скорость, которую приобретает звезда (и которая измеряется по смещению спектральных линий), зависит от массы возмущающего тела. Если возмущающим телом является другая звезда, то масса ее достаточна, чтобы произвести наблюдаемый эффект. Но для планет масса слишком мала. Так, в нашей планетной системе под действием самой массивной планеты - Юпитера - Солнце приобретает скорость всего 12,5 метров в секунду, а приборы позволяли зарегистрировать только скорость порядка 500 м/ с. Следовательно, необходимо было существенно повысить чувствительность метода. К началу 90-х годов это стало возможно благодаря применению спектрометров нового поколения.
51 Пегаса, вызванное наличием у нее планеты типа
Юпитера, обращающейся вокруг звезды
на расстоянии 0,05 а.е. с периодом около 4 дней
Первый успех выпал на долю швейцарских исследователей М.Майора и Д.Квелоца. Их спектрометр имел чувствительность 13 м/с и позволял на пределе обнаружить планету типа Юпитера у солнецеподобной звезды. В 1994 г. они начали наблюдения на высокогорной обсерватории Верхний Прованс (Франция). В программу входил поиск планет у 142-х солнцеподобных звезд из ближайшего окружения Солнца. В их число входила и звезда 51 Пегаса, расположенная на расстоянии около 50 световых лет от Солнца. Неожиданно у этой звезды была обнаружена довольно значительная лучевая скорость - 60 м/с. Скорость периодически менялась с периодом 4,2 дня. Это было невероятно! Ведь период обращения планет составляет годы, а не дни, следовательно и скорость, обусловленная влиянием планет, должна была меняться с годичным периодом. Майор и Квелоц решили отложить публикацию своего открытия и еще раз всё проверить. В июле 1995 г. наблюдения 51 Пегаса были возобновлены. Изменения скорости следовали точно установленному закону. Сомнений не оставалось: это была планета. Масса ее порядка массы Юпитера, а расстояние до звезды всего 0,05 астрономических единиц (в 20 раз меньше расстояния от Земли до Солнца). Этим и объясняется столь малый период обращения планеты и большая амплитуда изменения скорости звезды, что облегчило обнаружение планеты. Из-за близости к звезде температура планеты превышает 1000 градусов. Поэтому в дальнейшем такие планеты стали называть «горячий юпитер».
Осенью 1995 г. Майор и Квелоц доложили о своем открытии на конференции в Италии. Весть эта быстро распространилась среди других исследовательских групп, занимавшихся поисками планетных систем. Среди них была группа из Сан-Францисского университета США (Дж.Марси, П.Батлер и др.), которые проводили наблюдения на Ликской обсерватории, начиная с 1987 г. К 1994 году их аппаратура была усовершенствована, и порог чувствительности доведен до 3 м/с. С такой чувствительностью можно было бы уверенно обнаружить Юпитер с расстояния до 30 световых лет. За много лет наблюдений у них накопился очень большой материал. Чтобы сократить время компьютерной обработки, исследователи решили уменьшить число регулярно наблюдавшихся звезд со 120 до 25. Среди отброшенных оказалась и звезда 51 Пегаса! Получив сообщение об открытии швейцарских ученых, Марси и Батлер немедленно начали наблюдения 51 Пегаса. Открытие подтвердилось. Вскоре о подтверждении сообщили и другие наблюдатели. Получив время на самых мощных компьютерах, Марси и Батлер провели обработку многолетних наблюдений и обнаружили планетные системы еще у нескольких звезд.
В последующие годы в поиск включились и другие группы; число обнаруженных планет быстро росло. Самую свежую и весьма полную информацию о них можно получить на страничке Интернета «The Extrasolar Planets Encyclopaedia» или, непосредственно в Каталоге внесолнечных планет «Interactive Extrasolar Planets Catalog», который является частью Энциклопедии.
В октябре 1999 г. в каталоге числилось около 20 внесолнечных планетных систем; в конце декабря их насчитывалось уже около 30. Большинство обнаруженных планет относятся к типу «горячий юпитер». Возможно, этот удивительный факт является просто следствием наблюдательной селекции: планеты такого типа легче обнаружить. Но в любом случае наличие планетных систем, которые по своим характеристикам существенно отличаются от Солнечной, является важным обстоятельством. Оно указывает на то, что наши представления о происхождении планетных систем нуждаются в корректировке. Особый интерес представляют случаи, когда удалось выделить не одну, а несколько планет. Примером может служить система звезды Ипсилон Андромеды, у которой удалось выделить три планеты с массами 0,71; 2,11 и 4,61 массы Юпитера и радиусом орбиты 0,06; 0,83 и 2,5 астрономических единиц.
