Екзопланета

Авторське уявлення планетної системи ε Ерідана: осяяні своєю зорею планети, відокремлені поясом астероїдів

Екзоплане́та (дав.-гр. εξω, exo — поза, ззовні) або позасо́нцева плане́та — планета, яка плине космічним простором, або обертається навколо якоїсь зорі, але не нашого Сонця.

Загальний опис

Станом на 20 січня 2015 року (згідно з Енциклопедією позасонячних планет) було достеменно встановлене існування 1900 екзопланет у 1202 планетних системах, в 480 з яких більше однієї планети. Екзопланетний архів NASA визнає відкритими 1795 позасонцевих планет. Кількість претендентів на отримання цього статусу більша: за проектом «Кеплер» нині є 4175 небесних тіл, що є припустимими екзопланетами, але задля офіційного підтвердження їхнього статусу потрібна повторна реєстрація наземними телескопами (за статистикою це стається в 90 % випадків).

На початок жовтня 2018 року було підтверджено існування 3851 екзопланет в 2871 планетних системах, з яких в 636 є більше однієї планети.

Станом на 20 серпня 2019 року, відповідно до відомостей, що були оприлюднені в міжнародному Каталозі «The Extrasolar Planets Encyclopaedia», всього було зареєстровано та підтверджено вже 4107 екзопланети в 3057 системах, у 667 з яких, є більше однієї планети.

Загальна кількість екзопланет у нашій галактиці може сягати сотень мільярдів, якщо не рахувати «планети-сироти», яких у Чумацькому Шляху вірогідно існує до трильйона (їх зазвичай рахують окремо, а знаходять за допомогою обчислення, подібно до того, як відкрили субкоричневий карлик WISE 0855-0714). Звичних орбітальних планет ймовірно від 100 мільярдів, з них ~ від 5 до 20 мільярдів, ймовірно, «землеподібні». Також за поточним оцінюванням 22 відсотки сонцеподібних зір мають подібні до Землі планети на орбітах, що перебувають у придатних для життя зонах.

Тривалий час виявлення планет поблизу інших зір було нерозв'язним завданням, оскільки ці небесні тіла малі й тьмяні порівняно з зорями, а їхні світила розташовані далеко від Землі (відстань до сусідніх зірок  вимірюється світловими роками, найближча (ймовірна) екзопланета, — Альфа Центавра Bb, — приблизно за 38 000 000 000 000 км від нас). У XXI столітті такі планети почали відкривати завдяки вдосконаленим методам, часто — на межі можливостей.

Короткоперіодичні масивні об'єкти виявити значно легше, тому більшість відомих науці екзопланет — величезні газові кулі на зразок Юпітера (на цих гігантах не можуть розвиватися організми земного типу, а саме придатність екзопланет для життя найбільше цікавить учених^{[джерело?]}). Неухильно зростає кількість відомих екзопланет завбільшки з Нептун. Останнім часом відкрито також певну кількість планет із розмірами, близькими до земних. Наразі їх відкривають переважно за допомогою різноманітних непрямих методів, а не шляхом візуального спостереження.

Зокрема, за допомогою алгоритму машинного навчання на основі штучного інтелекту вдалося знайти близько 50 нових екзопланет.

Визначення

Більшість позасонячних планет були виявлені в радіусі 300 світлових років від Сонячної системи.

Офіційне визначення «планети», запропоноване Міжнародним астрономічним союзом (МАС), поширюється тільки на Сонячну систему і, таким чином, не застосовується до екзопланет. Наприклад, така невід'ємна досі ознака планети, як несамосвітність, більше не може вважатися за іманентну, оскільки молоді планети-гіганти, а також гарячі юпітери й нептуни, хоча слабко, але мерехтять^{[джерело?]}. Подібним чином суперечать узвичаєному погляду на планету як на тіло з орбітою навколо зорі, незліченні планети-волоцюги що вільно мандрують чорнявою космосу. Деякі з них багаторазово перевищують масу Юпітера (MJ = 1,8986•10²⁷ кг, а далі позначається як M_Юп), інші за масою тотожні Землі, навіть (теоретично) можуть мати океани зігрітої власними надрами води.

2001 року було розроблено рекомендації робочої групи МАС з екзопланет: об'єкти з масою, меншою за 13 юпітеріанських, не здатні підтримувати ядерні реакції, а отже принципово не відрізняються від самого Юпітера і є газовими гігантами.

Рекомендація робочої групи МАС із екзопланет має такі критерії:

• Об'єкти, маса яких недостатня для термоядерного синтезу дейтерію (розраховується як 13M_Юп для об'єктів сонячної металічності), що обертаються навколо зір або зоряних залишків, називаються «планетами» (безвідносно до того, як вони утворилися). Мінімальна маса / об'єм, потрібний для надання статусу позасонцевої планети, аналогічний тому, за яким визначають планети Сонцевої системи.
• Міжзоряні об'єкти, маса яких вища від мінімально необхідної задля початку термоядерного синтезу дейтерію — «коричневі карлики», безвідносно до того, як вони сформувалися й де розташовані.
• Об'єкти, що перебувають у «вільному плаванні» в молодих зоряних кластерах із масами нижчими від необхідної задля термоядерної реакції за участю дейтерію — не «планети», а «субкоричневі карлики» (чи будь-яка інша назва, що найбільш надається)^{[неавторитетне джерело]}.

Альтернатива

Мистецьке бачення відкритої 5 жовтня 2005 року HD 189733 b

Із визначенням робочої групи МАС у науковому світі погодилися не всі. Зокрема, було висловлено альтернативну пропозицію: відрізняти екзопланети від коричневих карликів на основі їхнього формування. Поширена думка, що планети-гіганти утворюються шляхом акреції, і що цей процес може іноді призводити до народження планет із масою, вищою за поріг синтезу дейтерію (масивні екзопланети подібного роду, можливо, уже спостерігаються). Водночас коричневі карлики формуються подібно до зір: через безпосередній колапс специфічної газопилової хмари, внаслідок якого можуть з'являтись об'єкти з масою, меншою за 13M_Юп (подеколи вона не перевищує 1M_Юп). Тіла в цьому діапазоні мас, що обертаються навколо своїх зір, мають орбіти радіусом у сотні або й тисячі астрономічних одиниць і доволі близьку до зір природу, є радше коричневими карликами; їхня атмосфера за своїм складом набагато ближча до їхньої зорі, ніж атмосфера акреційно утворених планет із вищим вмістом важких елементів. Більшість безпосередніх зображень екзопланет (як, наприклад, отримане у квітні 2014 року) представляють масивні тіла з широкою орбітою, які, ймовірно, є останньою "маломасивною стадією формування коричневого карлика.

Прив'язка до 13M_Юп не має точного фізичного сенсу: злиття ядер дейтерію може відбуватися в деяких об'єктах із масою, нижчою за вказаний рівень, оскільки інтенсивність цього процесу до певної міри залежить від хімічного складу. Жан Шнайдер (фр. Jean Schneider), засновник Енциклопедії позасонячних планет, вносить до свого каталогу об'єкти до 25M_Юп, заявляючи: «Той факт, що немає жодної особливості в позначці 13 M_Юп в спостережуваному спектрі мас підштовхує до відкидання цієї масової межі». На думку паризького астронома, той факт, що небесних тіл із масою 25M_Юп в космосі виявлено найменше, є ґрунтовною вказівкою саме на цей «вододіл» субкоричневих карликів та екзопланет. The Exoplanet Data Explorer залучає до свого переліку екзопланет об'єкти до 24 M_Юп з поясненням: «Уведений робочою групою МАС бар'єр у 13M_Юп фізично невмотивований для планет із кам'янистими ядрами, і важко унаочнюваний через розходження й неоднозначність». В Екзопланетний архів NASA заносяться відомості про об'єкти з масою (або мінімальної маси) до 30M_Юп включно. Поза тим, опріч синтезу дейтерію, процесу формування та розташування, є інший критерій для розмежування планет і коричневих карликів: здатність ядра небесного тіла стримувати своїм тиском тиск кулонів або тиск вироджених електронів.

Історія відкриття

Графік відкриття екзопланет станом на 23 вересня 2014 року. Кольорами позначено метод відкриття:

Радіоспостереження пульсарів    Метода радіальних швидкостей    Транзитна метода    Метода синхронізації

Візуальне спостереження    Гравітаційне лінзування    Астрометрична метода

Світанок на Кepler-62 f — планета-океан зі схожим на земний кліматом: удень температура підіймається до +30…+40 °C, вночі коливається від −10 до +20 °C.

Ранні міркування

В ученні Анаксімандра з Мілета, еллінського мислителя VI століття до Різдва Христового, міститься натяк, певний здогад про можливість виокремлення з «безмежного» («апейрону») понад одного світу. Згодом філософи-атомісти в V столітті до н. е. розвинули його ідеї і стали першими, хто запропонував множинність світів у Всесвіті (раніших письмових свідчень не збереглося). У своїх судженнях вони виходили з принципу 'ізономії': коли певне явище можливе й не суперечить законам природи, то необхідно припустити, що в безмежному часі і в безмежному просторі воно або колись відбулося, або колись станеться: у нескінченності немає межі між можливістю й існуванням.

	Світи виникають таким чином: багато тіл усіх видів і форм нескінченно рухаються в просторі, зближаючись одне з одним та беручи участь в окремому вирі, в якому вони зіштовхуються й розходяться, розділяючись, повторюючи увесь шлях знову...
— Левкіпп, (~480-420 до н.е.)

Хоча більшість видатних дослідників античності намагалися зрозуміти формування планет у межах нашої власної зоряної системи, гадаючи, що вона єдина й унікальна у Всесвіті, серед них були й ті, хто розглядав можливість існування нескінченного числа неповторних світів. Уявлення стародавніх учених не відповідали сучасним: Демокріт, розбиваючи буття на неподільні частинки, гадав, що їхній вічний біг у природі зумовлює перетворення цілих світів на інші, ба більше — вірив в існування атомів завбільшки із цілий світ.

	Світи нескінченні за числом і відрізняються один від одного за розміром. У деяких з них немає ні Сонця, ні Місяця, в інших — Сонце і Місяць більші, ніж у нас, по-третє — їх не по одному, а кілька. Відстані між світами не однакові; окрім того, в одному місці світів більше, в другому — менше. Одні світи збільшуються, другі сягли повного розквіту, треті вже зменшуються. В одному місці світи виникають, у другому — зникають. Знищуються ж вони, зіштовхуючись один з одним. Деякі зі світів позбавлені тварин, рослин і будь-якої вологи.
— Демокріт, (~460—370 до н. е.)

	Існують незліченні світи, і подібні до нашого, і відмінні від нього. Коли число атомів нескінченне, як уже було доведено, <...> то не існує жодної перепони тому, що й число світів нескінченне.
— Епікур, (341—270 до н. е.)

Попри те, що ідеї атомістів віднаходили своїх прибічників і за часів Римської імперії (Лукрецій), вони лишилися марґінальними, оскільки їх затьмарили настанови Аристотеля (384—322 до н. е.), видатного й авторитетного тогочасного ученого, який обстоював унікальність Землі та людського розуму:

Число світів не може бути більшим за один.

Християнським схоластам, що прийшли на зміну античним філософам, судження батька логіки імпонували більше, ніж Епікурові роздуми про метакосмії (або інтермундії) — простори між незліченних заселених світів, де безнапасно живуть боги-олімпійці. Зрештою, не останню роль відіграв і той факт, що, на відміну від доробку Аристотеля, праці його опонентів із занепадом античності майже повністю зникли (приміром, наведені вище слова Демокріта — не безпосередній уривок із твору філософа, а посилання на його праці Святого Іпполіта).

Космологія вчителя Александра Великого спільно з геоцентричною системою Птолемея були ухвалені як істина, подібна до Святого Письма у теології, тому в науці утвердилася думка про другорядність навколишніх світил і про те, що Земля — єдиний світ із життям на противагу «кришталевій» небесній сфері з отворами-зорями в ній. Понад тисячу років сама думка про існування інших планетних систем уважалась неприпустимою й гріховною, а її носії зазнавали жорстоких утисків папської інквізації (аж до спалення живцем).

Мусульманський світ дотримувався аналогічних поглядів: як й інші науки, ортодоксальні богослови не вітали астрономію, вважаючи, що вона відволікає від вивчення Корану. Тим не менше, її розвиток в Азії не припинявся (зокрема, трактати Аристотеля дійшли до нас лише в арабському перекладі, а такі видатні вчені Сходу, як Аль-Фарґані, Ібн аль-Шатір, Насир ад-Дін ат-Тусі, Кутб аль-Дін аль-Шіразі та Муаййад аль-Дін аль-Урді значно вплинули на європейських астрономів-новаторів).

Відродження

Миколай Коперник

Джордано Бруно

Із настанням XVI століття у світобаченні людства почалися докорінні й незворотні зміни (Див. також: Філософія Відродження). 1543 року польський астроном Миколай Коперник (пол. Mikołaj Kopernik) опублікував трактат Про обертання небесних сфер, — свою головну роботу, — де вперше було публічно відкинуто геоцентризм^{[джерело?]}. Дослідник зазначав, що відсутність видимих паралаксів зір указує на їхню далеку відстань від Землі, значно більшу за відстань до сусідніх планет.

Один із перших прихильників його теорії, — італійський філософ і поет Джордано Бруно, — пішов далі, урівнявши зорі з Сонцем й припустивши наявність у них своїх Земель і більше того — розумних істот, що їх заселяють. Коперник був взірцевим вірянином (свій визначний трактат присвятив Папі Римському Павлові III), Бруно відверто сповідував пантеїзм та певні окультні ідеї (зокрема, надихався доробком Гермеса Трисмегіста, що на нього посилався в працях). Незважаючи на належність до ченців-домініканців, обов'язок яких — поборювати єресь, Бруно сам її активно розповсюджував, відкидаючи церковні догмати й постулати християнства. У мандрівках італійськими князівствами, а також Швейцарією та Францією, він читав платні лекції, в яких пропагував свої революційні погляди в колах астрономів, чим підривав авторитет духівництва. Так, 1584 року в трактаті «Про нескінченність, Усесвіт та світи» він писав:

Усесвіт нескінченний... Він не має і не може мати єдиного центру. Зірки — це інші сонця, віднесені від нас на величезні й при цьому різні відстані. У небі незліченні зорі, сузір'я, сонця і землі, чуттєво сприймавані; розумом ми висновуємо нескінченність числа інших. Отож, окрім видимих небесних світил є ще багато космічних об'єктів, невідомих нам. Навколо інших зірок-сонць теж обертаються планетні системи, подібні до нашої. Планети, на відміну від зір, сяють не своїм, а відбитим світлом. Сонце, як і планети, обертається навколо осі — загальний рух є законом Усесвіту. У Сонячній системі опріч шести відомих планет є ще планети, невидимі для ока з огляду на їхню віддаленість від нас. Світи — планети і сонця — перебувають у вічних зміні й поступі, народжуються й помирають. Змінюється й поверхня Землі — за великі проміжки — "моря" перетворюються на континенти, а континенти — на "моря". Нарешті життя є не лише на Землі, воно поширене в Усесвіті, форми його до без кінця різноманітні, так само багатоманітні умови на різних планетах. Життя в Усесвіті неминуче породжує і розум, причому розумні істоти інших планет зовсім не повинні скидатися на людей — адже Всесвіт нескінченний, і в ньому є місце для всіх форм буття.

Ісаак Ньютон

Після семи років ув'язнення й безплідних переконувань інквізиційний трибунал визнав Бруно «нерозкаяним, упертим і непохитним єретиком». Блюзнірного філософа позбавили чернечого сану й відлучили від церкви; потім передали на суд губернатора Рима, радячи піддати його «покарі без пролиття крові», тобто спалити. За легендою, почувши вирок, мислитель відказав: «Мабуть, ви з більшим страхом виносите мені вирок, аніж я його вислуховую», — і кілька разів повторив: «Спалити — не означає спростувати!» Страта відбулася на Майдані Квітів у Римі 9 лютого 1600 року. Зараз там стоїть пам'ятник ученому з написом: «Джорданові Бруно — від доби, яку він передбачив».

1686 року ідеї неаполітанця згадав Ісаак Ньютон у своїй праці «Головна схолія» (англ. General Scholium), що завершувала його «Начала». Виходячи з прикладу планет Сонця, він написав: «І якщо нерухомі зорі є центрами подібних систем, усі вони будуть влаштовані аналогічно й за тими самими законами». Цей видатний англійський природодослідник XVII століття вплинув на модерну екзопланетологію не менше за свого попередника: саме його досліди із світловим спектром лягли в основу доплерівського методу; він же наприкінці 1668 року збудував перший телескоп-рефлектор, вивівши тогочасні телескопи на новий рівень. Як і Бруно, Ньютон був містиком (проаналізувавши Книгу пророка Даниїла зі Старого Заповіту і Об'явлення Іоанна Богослова — з Нового, вирахував дату Судного дня), вірив у позаземні цивілізації, вважав населеним живими істотами і Сонце.

Заява Джейкоба

Мадраська обсерваторія (~ 1880)

1855 року капітан Джейкоба (англ. Capt. William Stephen Jacob), астроном Мадраської обсерваторії (англ. East India Company’s Madras Observatory) повідомив про можливість існування планетної системи в іншої зорі. Він наголосив на «високій імовірності» існування планетного тіла в подвійній системі 70 Змієносця. У дев'яності роки ХІХ століття астроном Томас Джефферсон Джексон Сі з Чиказького університету й Військово-морська обсерваторія США підтвердили наявність у системі 70 Змієносця несамосвітного тіла (невидимого супутника) з періодом обертання 36 років (результати досліджень були опубліковані в Astronomical Journal). Однак розрахунки американця Фореста Рея Мультона довели нестійкість подібної системи й спростовували висновки Сі (обстоювання ідеї існування планети в системі подвійної зорі коштувало вченому репутації й украй негативно позначилося на його кар'єрі). Станом на 2015 рік існування планет у системі 70 Змієносця не визнається наукою.

Едвард Барнард

Перші спроби знайти планети поза Сонячною системою були пов'язані зі спостереженнями за розташуванням близьких зір. 1916 року видатний американський астроном Едвард Барнард спостерігав на 36-дюймовому рефракторі червону зірочку, яка «жваво» рухалася відносно інших зір. Червоний карлик із найшвидшим власним рухом (понад 10 кутових секунд на рік) назвали Летючою зорею Барнарда. Це четверте за віддалю від нас світило (після трьох зір Альфи Центаври) за масою всемеро менше Сонця. Вона поступово наближається до нього. Внаслідок малих розмірів зорі й близької відстані до неї вплив на цю зорю власних планет, якщо вони є, мав бути помітним.

Виходячи з цього, фотопластини зорі заходився вивчати Пітер ван де Камп — американський астроном нідерландського походження. Дослідник працював на 24-дюймовому рефракторі Обсерваторії Спрула при Свортморському коледжі. Проаналізувавши знімки за 1938–1962 роки, він оголосив про існування екзопланети з 1,6 M_Юп й періодом обертання 24 роки. Наприкінці 60-х років він розширив діапазон оброблених архівних матеріалів до 1916 і оголосив про дві планети з масою, близькою до юпітеріанської.

Ґлізе 1214 b

В 1973 році інші астрономи піддали сумніву наявність масивної планети: Джордж Ґейтвуд з Обсерваторії Аллеґейні (тоді аспірант) та Генріх Айхгорн (англ. Heinrich Eichhorn) з Університету Флориди, використовуючи відомості, отримані на 30-дюймовому телескопі Thaw Memorial Refractor, не зафіксували жодного відхилення в траєкторії зорі. Згодом Вульф Гайнц, спеціаліст із подвійних зір, що змінив ван де Кампа в Свортморі, теж скептично поставився до відкриття й починаючи з 1976 року спростовував його. Опоненти нідерландця інтерпретували рух на фотознімках як викривлення, спричинені модернізацією телескопа.

Порівняння системи Кеплер-11 з орбітами Меркурія та Венери

Ван де Камп, що присвятив зорі Барнарда понад 40 років свого життя й вивчив кількадесят тисяч її світлин, не повірив висновкам колег. Астроном продовжував публікувати статті про планетну систему Летючої зорі у 80-ті, попри те, що тогочасні криві променевої швидкості вже встановлювали значно меншу межу на масу планет, ніж стверджував учений. Він був переконаний у власній рації до самої смерті 1995 року. Того самого року Ґейтвуд вирахував, що навколо зорі не існує планет, важчих за 10M_Юп. Згодом космічний телескоп Габбл зробив дуже точні (до 0,001 кутової секунди) астрометричні вимірювання зорі Барнарда й Проксими Центаври, не виявив жодного відхилення і, таким чином, продемонстрував неспроможність наземних і неспеціалізованих космічних обсерваторій виявляти в такий спосіб планети навіть біля найближчих зір.

Виявлення

Транзит екзопланети

Наприкінці 1980-х низка наукових груп почала систематичне вимірювання швидкостей найближчих до Сонця зірок, здійснюючи спеціальний пошук екзопланет за допомогою високоточних спектрометрів. До цього Їх спонукала праця харківського астронома Отто Струве, оприлюднена в 1952 році, автор якої зауважив переваги пошуку орбітних планет за допомогою спектроскопії, а також можливість незалежного підтвердження їх існування при проходженні між світилом і спостерігачем точним вимірюванням яскравості зорі (однак малоефективний інструментарій не дозволив реалізувати задум науковця).

Серед нової генерації дослідників були канадці Брюс Кемпбелл (англ. Bruce Campbell), Ґордон Вокер (англ. Gordon Walker) і Стівенсон Янґ (англ. Stephenson Yang) з Університету Вікторії й Британо-колумбійського університету, яким пощастило 13 липня 1988 року відкрити біля поморанчевого субгіганта Гамма Цефея A першу позасонцеву планету. Але попри те, що вони вперше доповідно зареєстрували позасонцеві планети, скептики не вірили результатам їхніх досліджень до 24 вересня 2002 року, коли цей факт був доведений беззаперечно. В 1989 році Д. Латам знайшов першу надмасивну планету біля зорі HD 114762, її планетний статус підтвердили 1999 року.

Встановлені факти

Крабоподібна туманність з пульсаром у центрі

Наприкінці 60-х років, із по'явою перших потужних радіотелескопів, були відкриті високочастотні точкові джерела радіовипромінення. Їх назвали пульсарами й незабаром ототожнили з нейтронними зорями. Першовідкривачі цих небесних тіл попервах припускали, що регулярні імпульси мають штучне походження (першому відкритому пульсару дали назву LGM-1, що є абревіатурою від англ. Little Green Men — «маленькі зелені чоловічки»), невдовзі їхні здогади було спростовано: світила випускають інтенсивні потоки релятивістських частинок і вбивчого випромінення і є одним з найнесприятливіших місць для життя в нашій галактиці. Однак пульсари мають одну унікальну властивість: надзвичайно стабільну частоту імпульсів. Якщо знати їхню періодичність, то за простежуваною впродовж кількох місяців або років зміною можна настільки точно виміряти променеву швидкість світила, що реально зафіксувати зміну циклів пульсара під впливом об'єктів, навіть менших за Місяць. Подібні системи стали вважатися ідеальними фіксаторами екзопланет.

1991 року польський радіоастроном Алекс Вольщан (пол. Aleksander Wolszczan), вивчаючи на радіотелескопі в Аресібо пульсар PSR 1257+12, відкритий ним там же за рік до того, помітив періодичну зміну частоти надходження імпульсів. Проаналізувавши кількамісячні спостереження, він дійшов висновку про наявність біля зорі щонайменше двох небесних тіл масою в кілька мас Землі й великими півосями близько однієї астрономічної одиниці. Його канадський колега Дейл Фрейл (англ. Dale Frail) підтвердив це відкриття спостереженнями на іншому радіотелескопі. 2 січня 1992 року вони спільно опублікували результати досліджень, у яких виявлені збурення в періодичності пояснювалися впливом двох планет із масою в 3,4 і 2,8 земної. Наступні спостереження дозволили в 1994 році виявити в системі третю екзопланету, маса якої вдвічі перевищує Місяць. Достатньо точно вимірявши параметри цієї планетної системи, вчені вперше зафіксували резонансні явища, спостережувані доти лише в Сонячній системі.

Пульсарні планети було визнано вторинними, тобто утвореними після вибуху наднової. Судячи з усього, вони трапляються в космосі вкрай рідко: крім системи PSR B1257+12, були відкриті лише два аналогічні газові гіганти — PSR J1719-1438 b і PSR B1620-26 b, який ще називають Мафусаїлом через безпрецедентну стародавність (його вік — 12,7 мільярдів років). Велика піввісь орбіти останнього становить 23 а. о. (приблизно відповідає орбіті Урана в Сонячній системі).

1987 року американські астрономи Джеффрі Марсі (англ. Geoffrey Marcy) з Університету Каліфорнії (Берклі) та Пол Батлер (англ. R. Paul Butler) з Наукового інституту ім. Карнеґі у Вашингтоні почали багаторічні спостереження 120 близьких зір (типу Сонця або холодніших) у Лікській обсерваторії. Поступово точність вимірювань ними променевих швидкостей сягла 3-4 м/с. Але пошуковці спочатку припустилися великої помилки, вважаючи, що орбіти екзопланет мають бути схожі на орбіти планет Сонячної Системи: вони відкидали коливання з періодом менше місяця як шуми чи огріхи, очікуючи періодів близько 10 років. У середині 1990-х дослідники розширили вибірку зір до 1330.

Беллерофонт — перша екзопланета, виявлена біля зорі головної послідовності

1993 року до них приєдналися астрономи Женевського університету Мішель Майор та Дідьє Кело. Вони вирішили за допомогою надточного спектрометра на 1,93-метровому телескопі Обсерваторії Верхнього Провансу у Франції виміряти променеві швидкості майже сотні зір до 8-ї зоряної величини з точністю до 15 м/с. Почавши у вересні 1994 року спостереження зорі 51 Пегаса, швейцарці зафіксували коливання майже в 60 м/с з дуже коротким періодом — усього 4,23 доби: планета, що його викликає, за масою нагадує Юпітер, але перебуває набагато ближче до світила. 6 жовтня 1995 року вони оголосили про виявлення екзопланети, що отримала позначення 51 Пегаса b. Вона стала першою підтвердженою екзопланетою, яка обертається навколо зорі Головної послідовності. Дж. Марсі й П. Батлер підтвердили це відкриття, виявивши ідентичні коливання у своїх спостереженнях (для них особисто успіх європейських колег обернувся величезним розчаруванням, адже свою першу екзопланету американці знайшли тільки 30 грудня 1995 року).

Точились запеклі дискусії про реальність такого типу об'єктів — розігрітих юпітероподібних тіл. Тепер у колах астрономів планети цього типу називають «гарячими юпітерами» (згодом шляхом вимірювання променевої швидкості зір задля пошуку їхніх періодичних доплерівських змін було виявлено кількасот екзопланет). Попервах знаходили переважно екзопланети цього типу, що вельми спантеличувало вчених, позаяк теорії народження планет передбачали, що газові гіганти формуються на великих відстанях від зорі. Коли ж кількість планет почала обчислюватися сотнями, стало зрозуміло, що гарячі гіганти становлять у космосі радше виняток, аніж норму^{[джерело?]}.

Від початку ХХІ століття переважну більшість відкриттів зробили за проходженням екзопланет — затемненням зір^{[джерело?]}. Цей метод дотепер є найрезультативнішим (особливо в поєднанні з методом променевих швидкостей). Попервах проходження фіксували для планет, уже виявлених спектральним методом. Першою з таких була HD 209458 b, або Осіріс (перше проходження перед диском зорі HD 209458 було зафіксоване 1999 року). Завдяки спостереженням проходження вдалося вперше визначити середню густину «гарячого юпітера». У свою чергу підтвердити проходження спектроскопічним методом уперше вдалося лише в 2002 році.

Першою зорею головної послідовності, у якої було виявлено систему з кількох екзопланет, стала υ Андромеди: до відкритої 1996 року Дж. Марсі й П. Батлером Іпсилон Андромеди b 1999 року додалися Іпсилон Андромеди c та Іпсилон Андромеди d. 2010 року у системі знайшли четверту планету — Іпсилон Андромеди e. Пізніше були виявлені й численіші планетні системи, такі як 55 Рака.

Станом на березень 2022 року відомо 5000 екзопланет.

Знімок екзопланети

Зірка 2M1207 (блакитного кольору) і об'єкт 2M1207 b (червоного кольору). Перший знімок екзопланети

У квітні 2004 року міжнародна команда спеціалістів, що працювала на чолі з Ґаелем Шовеном (фр. Gaël Chauvin) на ДВТ, отримала в інфрачервоному діапазоні перше зображення ймовірної екзопланети, що оберталася за 55 а. о. навколо коричневого карлика 2M1207 у сузір'ї Гідри. Об'єкт, названий 2M1207 b, розташований приблизно за 172 ± 3 світлові роки від Землі й має масу 8 ± 2M_Юп (деякі дослідники зменшують її до однієї-двох юпітеріанських). Температура поверхні — 1000—1500 К. При цьому маса самої зорі — 25M_Юп. Їй властиве надлишкове випромінювання (що, зокрема, спостерігав у рентгенівському діапазоні супутник Чандра). Це пов'язують із триванням процесу акреції речовини, що підтверджує молодість об'єкту.

Приблизно в цей час космічний телескоп Габбл почав робити знімки зорі Фомальгаут, віддаленої від Землі на 25 світлових років. Їх зіставлення дозволило 13 листопада 2008 року отримати зображення Фомальгаут b. Автором відкриття стала група американського астронома Пола Каласа з Каліфорнійського університету в Берклі. Дві світлини екзопланети (2004 та 2006 рік) свідчать про те, що її рух орбітою відповідає законам небесної механіки: за 21 місяць зсув був саме таким, як і передбачала теорія для планети з 872-річним періодом обертання за 119 а. о. від свого світила. Відкриття планети біля Фомальгаута в оптичному діапазоні стало певною несподіванкою, адже сталося воно лише завдяки її винятковій яскравості (судячи з усього, об'єкт має дуже високе альбедо).

HR 8799 з трьома своїми планетами

13 листопада 2008 року за допомогою найбільших наземних телескопів Keck II і Gemini North на Гаваях, що здатні працювати в інфрачервоному діапазоні, гуртові астрономів з Канади, США й Великої Британії під керівництвом Крістіана Маруа з канадського Астрофізичного інституту Герцберґа, вдалося отримати світлини одразу трьох планет біля іншої велетенської зірки — HR 8799 з сузір'я Пегаса. Це було перше зображення мультипланетної системи іншої зірки. Остання віддалена від нас на 130 світлових років (публікація в часописі «Science»^{[джерело?]}). Кожний із цих об'єктів (розташованих за 25, 40 і 65 астрономічних одиниць від зірки) у 5-13 разів перевищує масу Юпітера. Це перша планетна система, відкрита поблизу гарячої білої зірки раннього спектрального класу (А5). Усі відкриті до того планетні системи (за винятком пульсарних) розташовані біля зірок пізніших класів (F-M).

Менш ніж за два тижні після надходження інформації про відкриття планет біля Фомальгаута й HR 8799 французьким астрономам під орудою Анн-Марі Лаґранж зі Ґренобльської обсерваторії (фр. Laboratoire d'astrophysique de Grenoble) вдалося отримати зображення екзопланети, розташованої до батьківської зірки ближче, ніж будь-яка інша планета на аналогічних знімках. Ідеться про вже добре вивчену молоду зорю — Бету Живописця (другу за яскравістю в сузір'ї Живописця), що перебуває від нас приблизно за 63 світлових років. На зображення пилового диску та корони Бета Живописця, зроблене 1996 року наклали світлини її планети від 2003 і 2009 років. Ця планетна система є наймолодшою з вивчених: вік зірки оцінюється в 12-20 мільйонів років. Знімок був зроблений в інфрачервоному діапазоні (5 січня 2014 року екзопланету сфотографували безпосередньо).

Технічний прорив

Сегменти дзеркала телескопа Джеймса Вебба

Удосконалення обладнання, передовсім у галузі спектроскопії високої роздільної здатності, призвело до швидкого виявлення багатьох нових екзопланет. Астрономи навчилися фіксувати позасонячні планети побічно — шляхом вимірювання їхнього гравітаційного впливу на рух батьківських зірок. Окрім цього їх знаходили, спостерігаючи за зміною видимої світності зірки, коли між світилом і спостерігачем проходить шукана планета.

2004 року, з виготовленням новітніх спектрографів, удалося підвищити точність вимірювання променевих швидкостей до 1 м/с, що дозволило відкрити цілковито новий клас об'єктів — так звані «гарячі нептуни» з масами порядка 15 мас Землі. У серпні 2004 року свої досягнення одночасно оприлюднили європейські і американські астрономи. Дослідники зі Старого світу послуговувались спектрографом HARPS, установленим на 3,6-метровому телескопі в Ла-Сильї. Американці використовували в телескоп Hobby-Eberly (HET) в обсерваторії Мак-Дональд у Техасі (рік потому було виявлено десяток «гарячих нептунів»).

Старання пошуковців були спрямовані насамперед на виявлення кам'янистих, подібних до Землі планет, на які б могла ступити нога космонавта. 25 серпня 2004 року повідомили про відкриття першої такої в системі зірки Мю Жертовника, її назвали Мю Жертовника c. Планета має масу від 10,55 до 14 земних (далі M_З) обертається навколо світила за 9,55 діб і перебуває від рідної зірки за 0,09 а. о. Температура на її поверхні — близько 900 K.

На початку 2005 року було відкрито наступні 12 планет. Серед них шість — газові гіганти. Серед інших шести одна є найменшою з-поміж усіх відомих екзопланет. Вона вп'ятеро менша за розмірами від Плутона. Відкрити її допомогло те, що зірка, навколо якої оберталася планета — пульсар. Планета викликала періодичні нерівномірності випромінювання пульсара, завдяки чому її було знайдено.

11 квітня 2005 року (підтверджено 6 листопада 2007) американські астрономи відкрили 55 Рака f — п'яту екзопланета в системі 55 Рака, що зробило її найбільшою з відомих. На початку 2011 року вона поступилася Кеплер-11 з сузір'я Лебедя (три тамтешні екзопланети були зафіксовані одразу, 26 серпня 2010 року, ще три було підтверджено до січня наступного року). В 2013 році, рекорд Кеплер-11 повторила Ґлізе 667, а в подальшому, цей показник перевершили вісім екзопланет на орбітах зірки Кеплер-90 та сім екзопланет навколо зірки HD 10180 (остання має також дві не підтверджені).

13 червня 2005 року група Еугеніо Рівери оголосила про відкриття планети Глізе 876 d масою 7,5 мас Землі. Вираховане за доплерівським методом небесне тіло (згодом зараховане до класу «надземель») стало першою відомою позасонячною планетою з твердою поверхнею.

Поряд з американськими та європейськими вченими, українські астрономи, астрофізики та любителі космосу беруть активну участь в заходах щодо пошуку далеких екзопланет та удосконалення технічних і програмних методів їх ідентефікації. Показовим є той факт, що ще в 2016 році, тобто за півтора року до застосування НАСА та Google для пошуку восьмої планети в системі Кеплер-90 (КОІ-351) штучного інтелекту за так званим «машинним навчанням», український дослідник далекого космосу О. Кобзар (м. Одеса), не тільки взяв активну участь у відкритті сьомої екзопланети цієї системи, а й впевнено передбачив існування восьмої, на той час, ще не відкритої планети в системі цієї далекої зірки.

Найвіддаленіша екзопланета

Авторське уявлення OGLE-2005-BLG-390Lb

10 серпня 2005 року (підтверджено 25 січня 2006) була відкрита OGLE-2005-BLG-390Lb — екзопланета, найвіддаленіша з відомих нині (перебуває за 21,500 ± 3,300 світлових років від нас) і перша надземля з широкою орбітою. Температура поверхні екзопланети, що кружляє навколо тьмяного червоного карлика OGLE-2005-BLG-390L, оцінюється в 50 K, а маса — приблизно в 5,5M_З.

5 жовтня 2005 року в сузір'ї Лисички, за 63 світлові роки від нас, французькі астрономи відкрили HD 189733 b — першу екзопланету, для якої створили мапу температур поверхні, і першу, на якій знайшли двоокис вуглецю й метан. Гарячий юпітер масою 1,13 ± 0,03M_Юп, ймовірно, обертається синхронно з власною зорею й завжди обернений до свого світила одним боком (як Місяць — до Землі). Кобальтова синява HD 189733 b змусила вчених припустити наявність величезних обсягів води, проте останні дослідження показали, що екзотичний колір газовому гіганту забезпечують дрібнодисперсні хмари. Атоми натрію в їхньому складі поглинають червону частину світлового спектру, в той час як частинки заліза або оксиду алюмінію розпорошують синій блиск (також можливо, що це мікроскопічні краплини розплавленого кремнію, — фактично, завись скла в атмосфері).

16 грудня 2009 року науковці з обсерваторії ім. Віппла відкрили на відстані 40 світлових років від Землі GJ 1214 b — надземлю, велика піввісь якої дорівнює 0.014 ± 0.0019 а. о. (тобто найменша серед усіх відомих екзопланет цього типу). За масою GJ 1214 b перевищує Землю в 6,55 рази, за радіусом — у 2,5 рази, однак через низьку густину гравітація на ній нижча за земну. Період обертання планети навколо червоного карлика GJ 1214 — 38 годин. Від свого світила екзопланета розташована приблизно за 2 мільйони кілометрів. Якщо альбедо екзопланети аналогічне Венері, температура на її поверхні знаходиться між +280 °C і +120 °C.

Гравітаційне мікролінзування екзопланети

У другій половині 2010 року «Кеплер» відкрив біля Кеплер-11, що в сузір'ї Лебедя, одразу шість екзопланет (три з них були зафіксовані одразу 26 серпня 2010 року, ще три було підтверджено до січня наступного року). Рекорд цієї планетної системи досі не побитий.

2011 року Девід Беннетт (англ. David Bennett) з Університету Нотр-Дам (Індіана, США) оголосив на основі спостережень 2006–2007 років на 1,8-метровому телескопі Університетської обсерваторії Маунт-Джон у Новій Зеландії про відкриття за допомогою методи мікролінзування 10 поодиноких юпітероподібних екзопланет. Щоправда, дві з них можуть бути високоорбітальними супутниками найближчих до них зір.

21 вересня 2011 року гурт з 31 любителя астрономії, що працював у рамках проекту Planet Hunters, призначеного для аналізу відомостей, зібраних телескопом «Кеплер», оголосив про відкриття екзопланет KIC 10905746 b та KIC 6185331 b. При цьому згадувалося про 10 кандидатів у планети, але тільки два з них із достатньою мірою упевненості визначались ученими як екзопланети. Планети радіусом 23 % й 72 % юпітеріанського були знайдені волонтерами серед зображень, які професійні астрономи з певних причин відсіяли і якби не допомога добровольців, зазначені небесні тіла, ймовірно, лишилися б невідкритими.

Землеподібні планети

Червоний карлик Ґлізе 1214 виблискує з-за своєї екзопланети Ґлізе 1214 b в уявленні художника. Це відкрите 16 грудня 2009 року небесне тіло є першою надземлею, виявленою в зорі подібного типу. Астрономи вважають червоні карлики доволі перспективними щодо наявності екзопланет.

10 січня 2011 року було підтверджене існування відкритої за два роки до того Kepler-10b, радіус якої становить 1,4 від земного, а маса дорівнює 4,5 маси Землі. 5 грудня того самого року потвердилася ще одна знахідка телескопа Кеплер: Кеплер-22 b — перша надземля в зоні, придатній для життя. 20 грудня 2011 року цей самий прилад розгледів біля зірки Кеплер-20 перші екзопланети завбільшки з Землю та менші — Кеплер-20 e (радіусом 0,87 земного й масою від 0,39 до 1,67 M_З) та Кеплер-20 f (0,045 M_Юп й 1,03 радіусу Землі).

У ці ж місяці «Кеплер» почав передавати на Землю відомості про зорю Кеплер-186, аналіз яких упродовж трьох років дозволив, крім відкритих одразу чотирьох екзопланет, підтвердити існування Кеплер-186 f — екзопланети, наразі найближчої за розмірами до колиски людства (оголосили про це 17 квітня 2014). Маса її лежить між 0,87 and 2,03 M_З (за умови аналогічної густини вона перевищує нашу планету на 44 %). Радіус Kepler-186 f завдовжки 1.11±0.14 % земного.

За рік до підтвердження відкриття Кеплер-186 f, 18 квітня 2013 року, обґрунтували існування Кеплер-69 c, що кружляє за 2700 світлових років від нас навколо сонцеподібної Кеплер-69, і більша за Землю на 70 %, однак має масу 98 % земної (клімат її близький до венеріанського).

6 січня 2015 року за даними «Кеплера» анонсували відкриття Кеплер-438 b, «надземлі», що обертається в придатній для життя зоні червоного карлика Кеплер-438 за 473 світлові роки від Сонячної системи (період обертання — п'ять тижнів). Екзопланета має радіус, більший на 10 % за земний, і на третину перевищує нашу планету за масою.

Коли підтвердиться зафіксований кількома роками потому кандидат в екзопланети KOI-4878.01, астрономи, можливо, здійснять найвизначнішу знахідку в історії — омріяного двійника Землі — світу із сприятливим кліматом (середня температура — −16,5 °C), маса й радіус якого становлять лише 0,99 та 1,04 % від земних, період обертання триває 449 днів, а відповідність до умов Землі становить 98 % (ця знаменна подія станеться після п'ятої реєстрації транзиту екзопланети 2019 року). KOI-4878.01 віддалена від нас на 1075,2 світлового року (Список планет у придатній для життя зоні).

Світ чотирьох сонць

15 жовтня 2012 року оголосили про відкриття PH1-Кеплер-64 b — екзопланети, розташованої в системі чотирьох зір. Кіан Йек (англ. Kian Jek) з Сан-Франциско й Роберт Ґальяно (англ. Robert Gagliano) з аризонського Коттонвуда, — волонтери проекту Planet Hunters, — зосередилися на відстежуванні світності подвійних зірок (Йек у травні 2011 виявив у кривій яскравості подвійної KIC 12644769 особливості, що вказували на наявність третього тіла, але не встиг заявити про це й не долучився до відкриття першої циркумбінарної планети Кеплер-16 b). У березні 2012-го Ґальяно помітив незначне коливання в кривій блиску зоряної системи KIC 4862625, що перебуває за 5 000 світлових років від нас у сузір'ї Лебедя. Після додаткового аналізу, проведеного другим колегою, пошуковці дійшли висновку про існування біля неї екзопланети.

Фахівці з Єльського та Оксфордських університетів за допомогою телескопів Обсерваторії Кека) підтвердили висновок любителів, а відтак з'ясували, що за 1 000 а. о. від KIC 4862625 наявна пара світил. Газовий гігант PH1-Кеплер-64 b має радіус 6,18 ± 0,17 земного з верхньою межею маси 169 M_З, або 0,531 M_Юп (імовірніше, його маса — від 20 до 40 M_З, отже він дещо більший від Нептуна). Обертається навколо своїх зір PH1-Кеплер-64 b за 138,5 дня. Це розташована досить близько від своїх зірок гаряча планета: оцінна температура її поверхні — 524—613 К.

Рік потому, 20 лютого 2013 року, телескопом «Кеплер» за 210 світлових років від Землі виявлена Kepler-37 b, розмір якої трохи більший за Місяць. Це рекордно мала екзопланета: за умови подібної до Місяця щільности, її маса від 0,01 до 6 M_З.

18 квітня 2013 знайшли Кеплер-62 e — екзопланету з радіусом 1,61 ± 0,05 земного, фізичні показники якої дозволяють припустити наявність рідкої води. Зроблене фахівцями The Astrophysical Journal комп'ютерне моделювання показує, що її поверхню вкриває безмежний океан.

Барвисті й химерні планети

Ґлізе 504 b, уявлена художником NASA

Погляд митця на β Живописця b

1 серпня 2013 року за допомогою гавайського телескопа Subaru за 57 світлових років від Землі була відкрита рожева екзопланета Ґлізе 504 b. Газовий гігант став п'ятою екзопланетою, знайденою шляхом прямого спостереження (при цьому інші обертаються навколо масивніших зір). Отримане пряме зображення рожевої сфери показало менш хмарну атмосферу, ніж у вивчених доти екзопланет. Її зоря Ґлізе 504 є аналогом Сонця, але випромінює втричі менше світла.

7 січня 2014 року була виявлена планета KOI-314 c, що є перехідним станом між газовими гігантами й кам'янистими землеподібними планетами. Менш як за три місяці потому,  30 квітня, вперше визначений період обертання екзопланети: доба на β Живописця b триває 8 годин.

14 травня відкрита екзопланета GU Риб b з рекордним періодом обертання — 80 тисяч років. Її віддаль від батьківської зірки GU Риб у 2000 разів перевищує відстань Землі від Сонця і є для екзопланет щонайзначнішою з відомих. «Планету-вигнанця» відшукала міжнародна дослідницька група на чолі з Марі-Ів Нод (фр. Marie-Ève Naud) — аспірантом кафедри фізики Університету Монреаля. Науковці вважають, що за масою GU Риб b в 9-13 разів більша від Юпітера.

23 червня 2014 року вчені повідомили, що вперше визначили магнітне поле екзопланети Осіріс. Його потужність оцінюється приблизно в одну десяту від юпітеріанського. Ця екзопланета унікальна тим, що Земля перебуває у безпосередній площині екзопланети і астрономи систематично двічі на тиждень спостерігають її проходження на тлі своєї зірки з 1,5 % затемненнями. Два дні потому була відкрита Ґлізе 832 c — найближчу з відомих «надземель»; від нас її відділяють 16 світлових років. Екзопланету з масою в 5,4 M_З виявила міжнародна команда астрономів на чолі з Робертом А. Віттенмайером (англ. Robert A. Wittenmyer) Університету Нового Південного Вельсу.

24 вересня того ж року NASA повідомила: малохмарність атмосфери HAT-P-11 b, екзопланети завбільшки з Нептун, дозволила пошуковцям побачити в ній ознаки водяної пари. HAT-P-11 b, що обертається довкола зірки в сузір'ї Лебедя за 124 світлові роки від Землі, є першою порівняно невеликою екзопланетою, на якій були знайдені молекули води й на сьогодні найменшою з тих, що розкрили свій хімічний склад. Діаметр її приблизно вчетверо більший, ніж у нашої планети. Науковці вивчали атмосферу планети під керуванням фахівців з Університету Меріленду почерез космічні телескопи «Габбл», «Спітцер» і «Кеплер».

Методи пошуку екзопланет

Анімація демонструє гравітаційний вплив екзопланети на зірку

Фотометрія екзопланети Кеплер-6 b за відомостями космічного телескопа «Кеплер»

1. Метод прямих спостережень — ми можемо побачити планету поряд з іншою зіркою, подібно до того, як бачимо планети нашої зоряної системи. Зробити це дуже складно через величезний контраст яскравості між зорею й планетою. У листопаді 2008 було опубліковано дві роботи про відкриття, зроблені за допомогою цього методу (щоправда, тоді молоді планети було знайдено не за відбитим світлом зірки, а за власним тепловим випромінюванням). За рік учені знайшли ще одну. Наразі в пошуках лідирують обсерваторія Джеміні, Субару й Дуже великий телескоп.
2. Астрометричний метод — найстаріший. Саме в такий спосіб дослідники вперше почали пошук планет поза Сонячною системою півстоліття тому. Заснований на спостереженнях за змінами власного руху зорі під гравітаційним впливом планети. За допомогою астрометрії виявлено деяку кількість подвійних зір та маси деяких екзопланет було визначено точніше, однак, станом на поточний момент^[коли?] є лише одне підтверджене відкриття — HD 176051 b в сузір'ї Ліри. Велике майбутнє цього методу пов'язують із космічними місіями, такими як Gaia та Нано-Жасмин.
3. Метод транзитної фотометрії (Транзитний метод) — проходження планети на тлі зорі призводить до невеликого зменшення потоку випромінювання, що можна зафіксувати точними вимірами. Метод дозволяє визначити розмір екзопланети, а в поєднанні з методом Доплера — і густину. Станом на 17 грудня 2014 транзитним методом виявлено 1163 екзопланети в 644 планетних системах, у 352 з яких є більше однієї екзопланети.
4. Гравітаційне лінзування. Між спостережуваним об'єктом (зорею, галактикою) та спостерігачем на Землі має бути інша зоря (вона відіграватиме роль лінзи), яка фокусує своїм гравітаційним полем світло від спостережуваної зоряної системи. Якщо зоря-лінза має екзопланету, то крива блиску буде несиметрична та можлива відсутність ахроматичності. Цей метод має вкрай обмежене застосування. Він чутливий до планет із малою масою, аж до земної. Суттєвим недоліком цього методу є той факт, що процес лінзування практично не може повторитися, адже ймовірність наступного вирівнювання Землі та ще двох зір практично дорівнює нулю. На серпень 2014 гравітаційне лінзування дозволило відкрити 25 планет (зокрема, OGLE-2005-BLG-390L b, першу суперземлю на широкій орбіті).
5. Спектрометричне вимірювання радіальної швидкості зірок (метод Доплера) — найрозповсюдженіший метод. За його допомогою можна виявляти планети з масою, не меншою від кількох M_З, що розташовані поряд із зорею, і планети-гіганти з періодами обертання до ~10 років. Планета, обертаючись навколо зорі, немовби розгойдує її, і можна спостерігати періодичний доплерівський зсув спектру.

Інструменти вивчення й пошуку

Космічні апарати

Космічний телескоп «Кеплер» на орбіті

«Кеплер» (NASA) — космічний телескоп системи Шмідта з діаметром об'єктива 0,95 м, здатний одночасно відстежувати 100 000 зірок. Запущений 7 березня 2009. Очікується, що він виявить майже 50 подібних до Землі планет, або майже 600 планет, що переважають Землю за розміром у 2,2 рази. «Кеплер» обертається за одну астрономічну одиницю від Сонця. Розраховуваний термін служби — 3,5 року (одначе згодом місію неодноразово подовжували, хоча у травні 2013-го апарат виходив з ладу). (Див. також: Список екзопланет, відкритих телескопом "Кеплер")

Gaia — космічна обсерваторія із щонайбільшим з усіх створених для місій у космосі цифровим сенсором, який складається зі 106 окремих CCD-матриць завбільшки 4,7 × 6 см кожна. Окрім основної мети (побудова тривимірної мапи нашої Галактики), здогадно, має відкрити до 10 000 транзитних екзопланет (дещо обережніша оцінка — 1900-7600 екзопланет). Gaia проаналізує мільярд зірок (задля порівняння — попередні апарати-пошуковці спостерігали, щонайбільше, за кількома мільйонами зір). Виведена на орбіту з космодрому «Куру» 19 грудня 2013-го, перші фотометричні виміри надіслала 15 червня 2014). Працює в оптичному діапазоні.

TESS — космічний телескоп, розроблений Массачусетським технологічним інститутом, що протягом двох років виконуватиме огляд усього неба з метою виявлення раніше невідомих транзитних екзопланет поблизу найближчих та найяскравіших зір (запуск 19 квітня 2018).

Наземні телескопи

Транзитний метод

• SuperWASP — найуспішніший наземний огляд. Понад 100 екзопланет знайдено транзитним методом на кінець 2014. Складається з двох роботизованих обсерваторій: SuperWASP-North в обсерваторії Роке-де-лос-Мучачос на острові Ла-Пальма (Канарські острови) та SuperWASP-South у Південноафриканській астрономічній обсерваторії. Кожна вкомплектована вісьмома ширококутніми автоматичними телескопами з апертурою 111 мм.
• Проект HATNet — мережа з 6 автоматичних телескопів із широким полем огляду, 4 з яких розташовані в обсерваторії ім. Фреда Лоуренса в Аризоні, ще 2 — на території Смітсоновської астрофізичної обсерваторії на Гаваях. 2009 до системи приєдналися три нові спостережні пункти в Австралії, Намібії та Чилі з телескопами іншого типу. Кожна система містить вісім (2×4) сполучених квазі-паралельних (180 мм, f/2.8) астрографів Takahashi Epsilon із ПЗЗ-давачами Apogee в 4000×4000 пікселей із перекриттям полів зору. Відкрито 33 екзопланети (на початок 2012).
• NESSI (абревіатура від «New Exoplanet Spectroscopic Survey Instrument») — космічна обсерваторія, один із перших наземних пристроїв, розроблених спеціально задля вивчення атмосфери екзопланет (проходить останні випробування).

Метод Доплера

• HARPS — високоточний спектрограф, установлений 2002 на 3,6-метровому телескопі в обсерваторії Ла-Сілья в Чилі. Спостереження здійснюється методом променевих швидкостей (точність їхнього вимірювання сягає 0,97 м/с (3,5 км/год)). Частина ESO. Станом на 2012 відкрив понад 130 планет.
• Обсерваторія ім. В. М. Кека — обсерваторія з двох щонайбільших у світі дзеркальних телескопів. Діаметр первинних дзеркал становить 10 метрів Усього їх по три в кожному з телескопів. Кожне з них складається з 36 шестикутніх сегментів (маса кожного — півтони). Телескопи обсерваторії, збудовані за системою Річі — Кретьєна, входять до списку найбільших у світі. Телескопи можуть працювати сполучено, утворюючи єдиний астрономічний інтерферометр. 1999 в обсерваторії Кека була встановлена одна з перших систем адаптивної оптики, що дозволяє усувати атмосферні викривлення. Її використання на довжині хвилі 2 мікрони уможливлює отримання зображень із розділенням 0,04 дугової секунди.
• Gemini Planet Imager — надчутливий пристрій для фотографування екзопланет, що використовується на збудованій у чилійських Андах обсерваторії Джеміні. Його «надзвичайно адаптивна оптична система» здатна подолати атмосферне розмивання зображення. Окрім цього, в систему входять коронограф, калібрувальний інтерферометр і спектрограф інтегрального поля. Насьогодні найвизначніше його досягнення — перший безпосередній знімок екзопланети (Бета Живописця Б; 5 січня 2014).

Майбутні програми

• ESPRESSO — надточний спектрограф, який буде встановлений в обсерваторії ESO Паранал у Чилі (здогадно 2016). Він стане першим пристроєм, у якому збиратимуться в одному некогерентному фокусі світлові сигнали від усіх чотирьох базових телескопів VLT: поєднавшись, вони, фактично, утворять єдиний 16-метровий телескоп (задля інтерферометрії така операція вже здійснюється в приймачі PIONIER, у якому сигнали сумуються когерентно). За допомогою ESPRESSO женевські астрономи виявлятимуть землеподібні планети біля близьких зірок почерез вимірювання променевих швидкостей (при цьому точність обрахунків сягне 10 см на секунду).
• Джеймс Вебб (або JWST) — американська орбітальна інфрачервона обсерваторія із складаним дзеркалом 6,5 метра в діаметрі й сонцевим щитом завбільшки з тенісний корт, що замінить Кеплер. Завдяки JWST очікується прорив в екзопланетології — потуги телескопа вистачатиме не лише для того, щоб знайти самі екзопланети, а навіть супутники й спектральні лінії цих небесних тіл, що буде недосяжним показником для будь-якого наземного й орбітального телескопа до середини 2020-х. Оптика апарата зможе виявляти зглядно холодні екзопланети з температурою поверхні до 300 К (аналогічній земній поверхні), що розташовані далі 12 а. о. від своїх світил і до 15 світлових років від нас, у зону докладного спостереження потраплять понад два десятки щонайближчих до Сонця зірок. Крім планетних систем обсерваторія шукатиме світло перших зірок і галактик (планована дата запуску — 30 березня 2021).
• EChO — триває теоретичне опрацювання проекту. У разі схвалення ЄКА, запуск приблизно у 2022.
• PLATO — космічна обсерваторія, що її планує 2024 вивести в космос ЄКА задля вивчення екзопланетних систем. На орбіту апарат доправить ракета-носій «Союз» з космодрому «Куру». PLATO спостерігатиме приблизно за мільйоном зірок за допомогою 34 телескопів і камер. Також вона відстежуватиме сейсмологічну активність зір та екзопланет, реєструватиме їхні масу, радіус і вік. Початкова програма досліджень розрахована на 6 років.
• E—ELT — оптичний телескоп-рефлектор, із діаметром дзеркала 39,3 метра, що буде збудовано 2024. Телескоп матиме п'ять дзеркал іноваційного дизайну, що міститимуть передову адаптивну оптику для корекції турбулентності атмосфери, що даватиме надзвичайну якість зображення. Головне дзеркало складатиметься приблизно з 800 гексагональних частин діаметром 1,4 метра кожна. Передбачається, що E—ELT збиратиме вп'ятнадцятеро більше світла, ніж найбільший сучасний оптичний телескоп.
• Advanced Technology Large-Aperture Space Telescope (ATLAST) — запуск після 2025.
• Програми із застосуванням штучного інтелекту. Дані, зібрані телескопами можуть бути ретельно проаналізовані із застосуванням штучного інтелекту. Це дає позитивний результат — так обробка даних телескопу Kepler привела до відкриття екзопланет K-90i, K2-293b і K2-294b

Окрім космічних місій, у майбутньому планується розвиток наземного інструментарію. До прикладу, на Європейському надзвичайно великому телескопі буде встановлене обладнання, здатне вивчати атмосферу екзопланет. Також у далекій перспективі очікується запуск систем інфрачервоних телескопів IRSI/DARWIN (ЄКА) і TPF (NASA).

Властивості екзопланет

Очікувані розміри планет типу Надземля, залежно від їхньої маси й хімічного складу. Приклади планет: Планета-океан; Залізна планета, Вуглецева планета.

Планети виявлено приблизно в 10 % зірок, включених до програм пошуків. Їхня частка зростає з накопиченням даних і вдосконаленням техніки спостереження. Більшість екзопланет схожі на Нептун

Спостерігається залежність кількості планет-гігантів від вмісту важких елементів (металів) у зірках. Системи із планетами-гігантами зустрічаються також переважно в зірок сонячного типу (класів K5-F5). Водночас, у червоних карликів їхня частка значно менша (у 200 спостережуваних червоних карликів наразі виявлено лише одну подібну систему). Останні відкриття, зроблені методою гравітаційного мікролінзування, свідчать про широку розповсюдженість систем із планетами середньої маси типу Урана й Нептуна замість газових велетнів. Це найперше стосується маломасивних зірок і зірок із низьким вмістом металів.

Для деяких планет отримано оцінку їхнього діаметра, що дозволяє визначити їхню щільність, а також припускати наявність масивних ядер, що складаються з важких елементів. Європейські астрономи під керівництвом Трістана Ґійо (фр. Tristan Guillot) з Обсерваторії Лазурового берега (фр. Observatoire de la Côte d'Azur, OCA), встановили, що при порівнянні щільності планет зі вмістом металів у їхніх зірках є певна кореляція. Планети, сформовані навколо зірок, які є настільки ж багатими на метал, як наше Сонце, мають маленькі ядра; планети, зірки яких містять удвічі-втричі більше металів, мають набагато більші ядра.

Екзопланети, що рухаються орбітам зі великим ексцентриситетом, всередині мають кілька шарів речовини (кора, мантія та ядро), тому припливні сили спроможні вивільняти теплову енергію, що здатна створювати й підтримувати сприятливі для життя умови на космічному тілі, а їхня орбіта з часом може еволюціонувати в кругову.

Наразі найбільш схожий на земний клімат має Глізе 581 c: за попередніми оцінками, температура на її поверхні коливається в діапазоні 0—40 °C. Також теоретично цей позасонцевий світ має запаси рідкої води. За масою Глізе 581 c вп'ятеро переважає нашу планету. Найближчою за розміром до колиски людства є Кеплер-186 f (більша від Землі на 13 %), проте наявність атмосфери та води на цій екзопланеті під сумнівом.

Одні з найзагадковіших — екзопланети поблизу пульсарів: вони з'явилися після вибуху наднової.

Обертання й нахил осі

Порівняння Сонячної системи з системою 55 Рака

У квітні 2014 був зроблений перший вимір періоду обертання Бета Живописця b з використанням ефекту Доплера. За розширенням поглинання інфрачервоного випромінення монооксидом вуглецю в складі екзопланети астрономи оголосили, що доба на цьому «супер-юпітері» триває 8,1 години (цей висновок базується на припущенні, що нахил осі планети незначний). Екваторіальна швидкість обертання Бета Живописця b становить 100 000 км/год, що перевершує показники газових гігантів Сонцевої системи (для порівняння — наш Юпітер обертається зі швидкістю 47 000 км/год) й цілком узгоджується з надмірною масою екзопланети (для прикладу, Церера обертається за 5 годин, але з уваги на «крихітний» радіус цієї карликової планети, такий термін відповідає набагато повільнішій від Бета Живописця b екваторіальній швидкості обертання). Віддаль Бета Живописця b від своєї зірки — 9 а. о. На таких відстанях обертання планет-гігантів не сповільнюється припливними силами. Бета Живописця b гаряча й молода, протягом найближчих сотень мільйонів років вона охолоне й стиснеться до розміру Юпітера, і, якщо кутовий момент збережеться, довжина її дня скоротиться до близько 3 годин, а швидкість екваторіального обертання — прискориться до приблизно 40 км на секунду.

Природа обертання й нахилу кам'янистих планет

Зіткнення з велетенськими космічними тілами не тільки лишають карби на поверхні землеподібних екзопланет, а й неабияк впливають на їхнє обертання навколо своєї осі. Зазвичай, швидкість останнього визначається кількома подібними катаклізмами, що відбувалися під час формування небесного тіла.

На початках зародження планети кутова швидкість її обертання становить близько 70 % від необхідної для розлітання планети на уламки; взаємодія з іншими небесними тілами надає протопланеті швидкості, дещо більшої за другу космічну. На пізніших стадіях розвою обертання також залежить від ударів планетезималей. Позаяк товщина протопланетного диска набагато більша за розмір протопланет, подальші зіткнення трапляються з будь-якого боку. Це формує специфічний нахил осі обертання акрецованих планет у межах від 0 до 180 градусів з будь-якого напрямку й робить ретроградний рух рівноймовірним для шуканих екзопланет. Натомість проградний рух із невеликим нахилом осі, що домінує серед планет земної групи Сонячної системи (виняток — Венера), не характерний для небесних тіл подібного типу в Усесвіті. Водночас початковий нахил осі планети, утворений поштовхами планетозималей, може бути істотно змінений під впливом самої зорі, якщо планета перебуває у безпосередній близькості до свого світила, або під впливом власного супутника, якщо планета має великий екзомісяць.

Деякі планетні системи

Назва зорі	Кількість екзопланет	Відомості про екзопланети	Примітки
51 Пегаса	1	51 Пегаса b або Беллерофонт
υ Андромеди	4	4 екзопланети
ε Ерідана	2	можливо 2 екзопланети	непідтверджено
55 Рака	5	відкрито більше п'яти екзопланет	можливо сім
μ Жертовника	4	відкрито 4 екзопланети
47 Великого Воза	3	47 UMa b, 47 UMa c, 47 UMa d
γ Цефея	1	Гамма Цефея A b
Глізе 581	6	Глізе 581 b — Глізе 581 g	станом на 2010 рік
Глізе 876	4	Gliese 876 b — Gliese 876 e	станом на 2010 рік
OGLE-TR-56	1	OGLE-TR-56 b
OGLE-2003-BLG-235/MOA-2003-BLG-53	1	OGLE-2003-BLG-235L b/MOA-2003-BLG-53L b
2M1207	1	екзопланета 2M1207 b	можливо планемо
PSR B1257+12	3	відкрито 3 екзопланети
HD 10180	5	відкрито більше п'яти екзопланет	можливо сім
HD 188753	1	екзопланета HD 188753A b	непідтверджена
HD 189733	1	екзопланета HD 189733 b
HD 209458	1	екзопланета HD 209458 b або Осіріс
HIP 13044	1	HIP 13044 b	позагалактична
WASP-1	1	екзопланета WASP-1b
WASP-2	1	екзопланета WASP-2b

Номенклатура

Графік зміни яскравості зірки під час проходження перед нею екзопланети

Перші знайдені екзопланети (біля пульсару PSR 1257+12) були названі великими латинськими літерами PSR 1257+12 B й PSR 1257+12 °C відповідно. Після відкриття нової, ближчої до зірки планети, вона дістала назву PSR 1257+12 A, а не D (хоча тепер літеру «a» не використовують, оскільки нею логічно називати центральне тіло системи). Та після виявлення екзопланети 51 Пегаса b 1995 ці небесні тіла почали називати інакше — малими латинськими літерами. Окрім того, планети називаються в порядку їхнього відкриття, а не за віддаленістю від зірки обертання. Тобто, планета «с» може перебувати на нижчій орбіті, ніж планета «b», просто виявлена вона була пізніше (як, наприклад, у системі Ґлізе 876).

Міжнародним астрономічним союзом (МАС) не ухвалено узгодженої системи визначення типів екзопланет, системи їхнього називання немає навіть у планах. Тенденція, що отримала найбільше поширення — використання малої літери (починаючи з b і далі за алфавітом) задля розширення позначення зорі. Наприклад, 16 Лебедя Bb — це перша екзопланета, виявлена в зірки 16 Лебедя B, члена потрійної зоряної системи. Небагато екзопланет мають неофіційні назвиська, що побутують у колах учених і в науково-популярній пресі, але вони не ухвалені МАС, який наглядає за астрономічними позначеннями і їхнім використанням у професійних працях:

Будь-яка система присвоєння імен — це наукова термінологія, що має працювати на всіх мовах і культурах задля того, щоб підтримувати колаборації по всьому світу й допомагати уникати непорозумінь.

Продаж назв

«Надземля» Kepler-22b в придатній для життя зоні своєї зірки очима художника

На початку 2013 якісь шахраї, скориставшись нагодою стрімкого відкривання екзопланет, заходилися торгувати правом давати цим небесним тілам назви: так званий '«Проект Uwingu»' продавав за 0,99$ право запропонувати назву для екзопланети, а ще за 0,99$ — проголосувати за свою назву. У зв'язку з цим МАС заявив:

«З уваги на з'яву нещодавніх рекламних оголошень, за якими існує можливість шляхом платного голосування вплинути на ухвалу МАС щодо присвоєння новим екзопланетам певних назв, МАС воліє проінформувати загал про те, що подібні пропозиції не мають жодної офіційної сили. Загалом МАС щиро вітає громадський інтерес і бажання допомогти міжнародній організації у виборі власних назв для нещодавно відкритих позасонячних планет, але наголошує, що жодне суспільне голосування не здатне справити вплив на позицію спілки щодо вибору імені для нововідкритої планети».

Водночас громадськість застерегли й щодо омани самих ділків:

«Нещодавно певна організація пропонувала публіці купити право називати екзопланети й право проголосувати за запропоноване ім'я. При цьому покупець отримує сертификат, що підтверджує правильність і непорушність назви. Такі сертификати заздалегідь фальшиві, позаяк подібні компанії ніяк не пов'язані з офіційним процесом вибору назви. Вони не зможуть вплинути на присвоєння офіційно визнаної назви екзопланеті, хоч би які були ціни й кількість голосів».

На момент готування матеріалу було запропоновано 1227 назв при загальній кількості охочих голосувати 4054. Голосування мало закінчитися опівночі 15 квітня за північноамериканським східним часом. Виторг склав близько 5000$, імовірно, не та сума, на яку розраховували компаньйони, а їх, згідно з інформацією на сайті, не менше семи.

Загалом принцип роботи Uwingu нічим не відрізняється від діяльності багатьох (розташованих зокрема в Україні) фірм, які пропонують придбати назву зірки, ділянку на Місяці тощо.

Справжній конкурс із найменування

Церемонія відкриття 26 генасамблеї Міжнародного астрономічного союзу в Празі 2006.

Наприкінці 2013-го Міжнародний астрономічний союз постановив дати деяким екзопланетам і зіркам змістовніші від порядкового набору цифр і літер найменування, оголосивши конкурс. Передбачалось дати назви позасонячним планетам, відкритим до 31 грудня 2008 включно (всі вони перебувають у 260 планетних системах). У вересні 2014 представники астрономічних клубів і некомерційних організацій зареєструвалися на спеціальному порталі МАС. Місяць потому їм запропонували проголосувати за список із 10-20 екзопланет, які вони хотіли б перейменувати. У грудні зареєстровані учасники конкурсу надіслали на розгляд комісії вигадані ними назви небесних тіл з обґрунтуванням свого вибору. Кожному з гуртів учасників було дозволено запропонувати назву лише однієї системи. Починаючи з березня 2015-го за надіслані назви може проголосувати кожен охочий. Переможці голосування стануть відомі у червні, офіційно їх оголосять під час 29-ї генасамблеї Міжнародного астрономічного союзу, що відбуватиметься з 3 по 14 серпня в Гонолулу (назви-переможці будуть викладені на сайті www.NameExoWorlds.org).

Наслідки відкриття екзопланет

Уявлена художником (натоді гіпотетична) планета біля зірки HD 69830 на тлі власного світила й поясу астероїдів (2005).

Виявлення екзопланет відкрило перед людством шляхи для небаченого поступу. Потреби промисловості в перспективі задовольнять необмежені ресурси космосу — корисні копалини й потенційне паливо; придатні для заселення світи, які можливо колонізують наші далекі нащадки, назавжди розв'яжуть проблему демографічного зростання, навіть евакуації у випадку планетарної катастрофи (Див. також Фактори ризику для цивілізації, людей і планети Земля).

Планети, придатні для життя або промислового визискування, розкидані Галактикою на десятки й сотні світлових років одна від одної, і питання міжпланетного пересування може залишитися нерозв'язаним. За теорією відносності, навіть із по'явою технології, що забезпечить космічні кораблі багаторазовим перевищенням швидкості світла (що, ймовірно, дозволить долати простір без втрати часу), населення Блакитної планети однаково чекатиме на результати експедиції сотні й тисячі років. І коли посланці земної цивілізації досягнуть своєї мети, цілком може статися, що самої їхньої цивілізації вже не існуватиме.

Унаочнення гіпотез теоретиків справило чималий вплив на наукову картину світу, адже дозволило астрономам виснувати: планетні системи — розповсюджене в космосі явище. Попри те, що останні знахідки суперечать узвичаєній думці про формування планет, і те, що насьогодні немає загальновизнаної теорії планетоутворення, після появи можливості оперувати ширшими відомостями, погляд учених на цей процес яснішає.

Більшість виявлених систем значно відрізняється від Сонячної — найрадше це пояснюється селективністю застосовуваних метод (найлегше виявити масивні короткоперіодичні планети). Планети, подібні до Землі, сучасними методами у більшості випадків розгледіти поки неможливо. Цікаво, що в зірки Епсилон Ерідана (яка разом з Тау Кита й Епсилон Індіанця вважається за одну з трьох найближчих до Сонця зірок, що придатні для існування життя, (див. SETI) також виявлено планетну систему, хоча вірогідність цього відкриття наразі лишається під сумнівом.

«Закриття» екзопланет

Ретельне вивчення спектру зірки WASP-9 за допомогою високоточного спектрометра HARPS виявило в ньому знаки іншого зоряного спектру. Таким чином, планети WASP-9b не існує.

Можливості життя на екзопланетах

На думку окремих дослідників приблизно 30 % відкритих екзопланет, що обертаються навколо невеликих зір, можуть бути населеними. Так, K2-18b стала першою відкритою екзопланетою, що знаходиться у зоні, придатній для життя, та у атмосфері якої знайдено значну кількість водяної пари.

Однак на думку інших дослідників існування такої великої кількості населених планет мало б призвести до появи значної кількості розвинених цивілізацій, а наслідків їх діяльності у Галактиці не спостерігається. Ця суперечність отримала назву парадоксу Фермі.

Науково-популярні фільми

• «У пошуках инших світів» [Архівовано 22 липня 2014 у Wayback Machine.](рос.) (англ. Search for Alien Planets); Science Channel; 2000.
• «Убивчі планети»(рос.) (англ. Deadliest Planets) епізод науково-популярного телесеріялу «Чиста наука» (Naked Science); National Geographic Channel; 2007.
• «Усесвіт. Далекі планети» [Архівовано 18 грудня 2014 у Wayback Machine.](рос.) (англ. The Universe. Alien Planets); History Channel; 2008.
• «Подорож на край Усесвіту» [Архівовано 9 лютого 2015 у Wayback Machine.](рос.) (англ. Journey To The Edge Of The Universe); National Geographic; 2008.
• «Чужі світи»(рос.) National Geographic Channel; 2009.
• «Екзопланета» [Архівовано 26 грудня 2014 у Wayback Machine.](рос.) 6 серія циклу передач «Космічні первопроходці»; Discovery; 2009.
• «Екзопланети» (лекція Льва Матвєйовича Зєльоного) [Архівовано 26 грудня 2014 у Wayback Machine.](рос.) (цикл лекцій російських учених ACADEMIA; спецкурс «Парад планет»; етер від 26 травня 2010).
• «Планети з пекла» [Архівовано 18 грудня 2014 у Wayback Machine.](рос.) (англ. Planets for Hell) — 3 частина циклу «Як улаштований Усесвіт» (англ. How the Universe Works); Discovery Science; 2012.
• «Екзопланети й позаземні цивілізації»(рос.) ефір програми «Мозковий штурм із Анною Урманцевою» від 29 квітня 2013.
• «Двійники Землі» [Архівовано 18 грудня 2014 у Wayback Machine.](рос.) (англ. Alien Planet Earths); Discovery Science; 2014.
• «Врятувати планету»(рос.) (англ. Before the Flood); RatPac Documentary Films; 2016.
• «Мандрівка часу»(рос.) (англ. Voyage of Time: Life's Journey); Sophisticated Films; 2016.

Екзопланети в мистецтві

Так звана Ритина Фламмаріона є метафоричною ілюстрацією розсування зашореного світобачення: середньовічний місіонер знаходить місце, де земля зустрічається з небом і бачить за склепінням неба незвіданий Усесвіт.

Див. також: Зорі і планетарні системи в художній літературі й Мистецькі планети-океани

Екзопланети віддавна прикувають увагу митців, тож докладно зображені в їхніх творах. Саме митцям завдячує екзопланетологія виникненням і незгасанням протягом століть уваги прогресивного людства. Першим зацікавлення громадськості викликав французький письменник Каміль Фламмаріон, науково-популярні праці якого («Численність заселених світів» (фр. La pluralité des mondes habités; 1862), «Світи уявлювані й світи реальні» (фр. Les Mondes imaginaires et les mondes réels; 1865) тощо) розповідали про життя на ще невідкритих позасонцевих планетах. При цьому у творах Фламмаріона (фахового астронома) вигадка поєднувалася із найточнішими відомостями, відомими тогочасній науці. Стилізована під Середньовіччя ритина, що містилася в одному з його перших творів, стала символом невгасимої наснаги пошуковців, що розсували протягом наступних 150 років межі відомого Всесвіту.

Коли минув рік від першої публікації «Численності заселених світів» у Російській імперії, тамтешній композитор Ніколай Рімський-Корсаков написав оперу «Царева наречена», героїня якої Марфа, помираючи, співає арію, де є такі слова:

...чи в інших краях, чи в інших світах, таке небо, як у нас?

Оригінальний текст (рос.)

…в других краях, в других мирах, такое ль небо, как у нас?

— Н. А. Рімський-Корсаков , «Царева наречена», 1898

Еритро — газовий гігант, описаний у романі Айзека Азімова «Немезис»

Найбільш послідовно екзопланети зображені в науково-фантастичній літературі та кінематографі, де навіть сформувався особливий піджанр планетарної романтики. Традиційно такі твори оповідають про пригоди людей на екзотичних планетах, населених дивовижними істотами або земними колоністами. Планетарна романтика виникла в ході розвитку пригодницьких романів, особливо публікованих у pulp-журналах кінця XIX, початку XX століття. Зазвичай у них сміливий авантюрист, передусім родом із Західної Європи або США, ставав космічним мандрівником, при цьому технічні подробиці подорожей упускалися або подавалися дуже умовно. Екзопланети як місце дії притаманні й космічній опері, піджанру, який описує масштабні події за участю героїв у космосі. В них планети інших зоряних систем можуть мати найрізноманітніші умови, бути частинами майбутніх космічних держав, федерацій чи імперій. Першим твором жанру, який мав усі класичні риси космоопери, став роман «Битва за Імперію: Історія 2236 року» Роберта Вільяма Коула, написаний ще в 1900 році. Образ держави серед зірок, яка володіє численними планетами і де відбуваються пригоди героїв, закріпився у фантастиці з виходом роману «Зоряні королі» Едмонда Гамільтона в 1947 році.

Примітною особливістю вигаданих екзопланет є те, що вони як правило одноманітні за умовами, незалежно від місця на поверхні. Так часто зустрічаються планети, повністю покриті пустелями, цілком лісисті чи забудовані містом.

В часи «Золотої доби» наукової фантастики середини XX століття для фантастів стало характерним створювати вигадані всесвіти, які описують численні екзопланети з поєднанням вигадки і науки. У п'ятдесяті-шістдесяті на передній край космоопери висуваються такі майстри, як Альфред Ван-Вогт, Лайон Спрег де Камп, Джеймс Шміц, Мюррей Лейнстер, Джек Венс, Роберт Гайнлайн. Такі твори як «Заснування» Айзека Азімова і «Дюна» Френка Герберта остаточно порвали зі стереотипами класичної космоопери. До прикладу, дія роману Френка Герберта «Дюна» розгортається на пустельній планеті Арракіс з двома супутниками, де видобувається речовина, необхідна для зоряних подорожей. Планета повністю покрита пустелями, за винятком кількох оазисів, але автор потурбувався про опис її екосистеми, культури різних народів . Телесеріал Джина Роденберрі «Зоряний шлях» та його продовження демонструють численні планети Чумацького Шляху, як безжиттєві та дикі, так і населені людьми й іншими мислячими істотами.

На думку художника, саме такий пейзаж побачать космонавти, що висадяться на екзопланету HD 188753 Ab

Поява «Зоряних воєн» Джорджа Лукаса 1977 року і продовжень підштовхнула до нової хвилі розвитку планетарної фантастики. Яскраві образи планет «Зоряних воєн», як пустельні Татуїн і Геонозис, лісовий Кашиїк стали прототипами для численних наслідувань. Часом вигадані екзопланети впливають на номенклатуру дослідників. Так, якщо відкриту у вересні 2011-го в подвійній зоряній системі Кеплер-16 b преса охрестила «Татуїном» без особливого ентузіазму вчених, то її аналога HD 188753 Ab, що кружляє навколо іншої подвійної зорі, вони самі неофіційно нарекли Батьківщиною Люка Скайвокера (показана в «Зоряних війнах» пустельна планета так само мала два сонця).

Польський фантаст Станіслав Лем у своєму філософському романі «Соляріс» змальовує однойменну живу екзопланету, що має власний інтелект. Із сюжетом «Соляриса» дещо перегукується «Тут можуть водитися тигри», — оповідання американського фантаста Рея Бредбері, що описує розумну та щедру планету до доброзичливців планету, але ворожу до загарбників.

Радянські режисери завжди використовували екзопланети певною мірою алегорично. Так, у «Крізь терни до зірок», фантастиці 1980 року, бачимо співдружність екзопланет, заселених російськомовними чужопланетянами (що уособлює «квітучий багатонаціональний СРСР») і «Дессу», екологічно зруйновану власними олігархами, що до останнього визискують тамтешніх гуманоїдів, продаючи їм протигази та маски для ховання власної потворності від мутацій (натяк на приречений «зогнилий Захід»). Шість років потому грузинський митець Георгій Данелія зафільмував першу і єдину фантастичну антиутопію країни рад: художню стрічку «Кін-дза-дза!», де зображені так само пустельні планети Плюк та Хануд. Першу заселяють повністю подібні на людей гуманоїди двох національностей, — панівні чатлани й пригноблювані пацаки (єдине, що їх усіх відрізняє від землян — це телепатія). Друга (Вітчизна пацаків) стоїть пусткою, оскільки її біосфера знищена в ядерною війною абощо. Епізодично показана Альфа, планета вивищених снобів, що перевершують за рівнем технічного поступу й інтелекту інші раси й ставляться з презирством до чатлан та пацаків: на їхню думку вони є рабами пристрастей і мають перетворюватись на рослини.

Для науково-фантастичних циклів, франшиз взагалі притаманно вигадувати різноманітні планети інших систем, галактик, які відкривають простір для нових пригод персонажів. Яскравими прикладами серій творів, де фантазія авторів не обмежена у вигадуванні нових планет: «Зоряні війни», «Зоряна брама», «Доктор Хто», «Warhammer 40,000».

Див. також

• Гікеанна планета
• Двійник Землі
• Екзокомета
• Перелік екзопланет
• Планемо
• Планетар
• Позагалактична планета
• Позаземна вода
• Пустельна планета
• Kepler-1649c
• MERMOZ

Посилання

•  За межами Сонячної системи: екзопланети на YouTube
• Planet Quest [Архівовано 25 лютого 2011 у Wayback Machine.](англ.)
• Exoplanets.org [Архівовано 19 листопада 2008 у Wayback Machine.](англ.)
• Відкриття позасонячних планет [Архівовано 11 лютого 2006 у Wayback Machine.](англ.)
• Енциклопедія для дітей Т.8. Астрономія; 2 видання (Аванта +).(рос.)