Пегаса-51

51 Пегаса b: первая обнаруженная экзопланета

6 октября 1995 года человечество впервые узнало, что за пределами Солнечной системы существуют другие планеты. На конференции во Флоренции Мишель Майор и Дидье Кело объявили об открытии 51 Пегаса b — мира, который навсегда изменил астрономию.
Автор Наука Mail
Астрономы Мишель Майор и Дидье Кело объявляют об открытии первой экзопланеты у звезды солнечного типа
Мишель Майор и Дидье Кело — авторы открытия первой экзопланеты у звезды, подобной СолнцуИсточник: SwissInfo

6 октября 1995 года в итальянской Флоренции два астронома из Женевского университета Мишель Майор и его аспирант Дидье Кело объявили о сенсации: они обнаружили планету за пределами Солнечной системы.

Публикация в журнале Nature поставила точку в спорах, длившихся десятилетиями. 51 Пегаса b стала первой подтвержденной экзопланетой у звезды, похожей на Солнце. Это открытие открыло новую эпоху — эпоху, когда звезды перестали быть просто точками света и превратились в дома для других миров.

От гипотез к наблюдениям

Долгие годы идея о множестве планет во Вселенной оставалась лишь теорией. Ученые полагали, что если звезды рождаются из облаков газа и пыли, то планеты должны формироваться рядом с ними. Но доказать это оказалось почти невозможно: даже самые крупные планеты терялись в сиянии своих звезд.

В 1980-х годах первые попытки найти «чужие Земли» заканчивались неудачами. Лишь спустя десятилетия выяснилось, что один из тех «ложных сигналов» — от звезды гамма Цефея — действительно был следом планеты.

Инструмент, изменивший науку

Спектрограф ELODIE, с помощью которого впервые удалось обнаружить экзопланету методом радиальных скоростей
Спектрограф ELODIE в обсерватории Верхнего Прованса — инструмент, позволивший измерить колебания звездного света с беспрецедентной точностьюИсточник: David Darling

Главным героем открытия стал не только человек, но и технология. Майор и инженер Андре Баранн создали новый спектрограф ELODIE. Он позволял измерять малейшие колебания звездного света с точностью до нескольких метров в секунду.

Это была революция — впервые человек смог почувствовать «дыхание» далеких планет. Спектрограф фиксировал колебания, вызванные гравитацией невидимого спутника. Если звезда слегка «покачивалась», это означало: рядом с ней что-то есть.

Сигнал из созвездия Пегаса

Осенью 1994 года аспирант Кело отправил Майору короткий факс:

​​​​​​​«Звезда меняет яркость каждые четыре дня. Кажется, рядом с ней что-то вращается?»

Такая частота казалась невозможной. По существующим теориям, планеты-гиганты должны были вращаться далеко от своих звезд — как Юпитер или Сатурн. Но данные повторялись снова и снова.

В июле 1995 года, после новых наблюдений, сомнения исчезли. Планета действительно существовала — и обращалась вокруг звезды 51 Пегаса всего за несколько дней.

Мир, не похожий на наш

Художественная визуализация экзопланеты 51 Пегаса b, горячего Юпитера у звезды солнечного типа
51 Пегаса b — первый известный «горячий Юпитер», вращающийся вокруг звезды, похожей на СолнцеИсточник: NASA

51 Пегаса b оказалась гигантом, схожим с Юпитером, но в 20 раз ближе к своей звезде. Температура на ее поверхности превышает 1000 °C, а орбита лежит всего в 8 млн км от светила.

Ученые назвали такие планеты горячими юпитерами. До этого никто не мог представить, что миры такого типа вообще возможны. Теория формирования планетных систем была перевернута с ног на голову.

Новый инструмент познания

Схема метода радиальных скоростей, показывающая, как колебания звезды выдают наличие экзопланеты
Эффект Доплера: звезда «покачивается» из-за притяжения планеты, вызывая сдвиг спектральных линийИсточник: Элементы

Майор и Кело использовали метод радиальных скоростей, основанный на эффекте Доплера. Планета, вращаясь вокруг звезды, заставляет ее двигаться вперед и назад — и спектр звезды смещается:

  • при приближении — в синюю сторону,
  • при удалении — в красную.

Через эти тонкие изменения астрономы впервые увидели «невидимое». Вскоре американская команда Джеффри Марси и Пола Батлера подтвердила открытие независимыми наблюдениями.

От скепсиса к признанию

Поначалу ученые не верили в столь близкие орбиты. Обложка Nature с вопросительным знаком отражала общее недоумение. Но уже через несколько лет стало ясно: 51 Пегаса b — реальна. Это была не ошибка, а новая глава астрономии.

Модели пришлось переписать: гигантские планеты могли мигрировать внутрь своих систем, меняя баланс орбит. И с этого момента поиск миров у других звезд стал одной из главных целей науки.

Нобелевская премия за экзопланету

Лауреаты Нобелевской премии по физике 2019 года Мишель Майор и Дидье Кело за открытие первой экзопланеты
Мишель Майор и Дидье Кело на церемонии вручения Нобелевской премии по физике 2019 года за открытие 51 Пегаса bИсточник: Nobel Prize

Прошло почти четверть века, прежде чем открытие 51 Пегаса b получило высшую научную награду. В 2019 году Мишель Майор и Дидье Кело были удостоены Нобелевской премии по физике «за открытие экзопланеты, вращающейся вокруг звезды солнечного типа». Их работа изменила представление о Вселенной: от идеи редких планет — к осознанию, что планетные системы являются правилом, а не исключением.

От одного открытия — к тысячам миров

Экзопланета 51 Пегаса b, первая обнаруженная у звезды солнечного типа
Экзопланета 51 Пегаса b на орбите своей звезды в созвездии Пегаса — символ новой эпохи астрономииИсточник: Wikimedia

За 30 лет с того дня количество известных экзопланет превысило 6 тысяч. Телескопы Kepler и TESS открыли тысячи новых миров — от каменистых суперземель до газовых гигантов. Современные инструменты вроде HARPS и ESPRESSO измеряют движения звезд с точностью до сантиметров в секунду, а космический телескоп Джеймса Уэбба уже исследует атмосферы далеких планет.

Теперь известно: почти каждая звезда имеет хотя бы одну планету.

Поиск второй Земли

Поиск второй Земли и признаков жизни на экзопланетах с помощью телескопов нового поколения
Поиск планет, похожих на Землю, продолжается — космические телескопы готовятся к новым открытиямИсточник: Unsplash

Сегодня главная цель астрономов — найти мир, где может существовать жизнь. Уже известны кандидаты, например:

В ближайшие годы к ним добавятся открытия миссий PLATO и Roman TelescopeК 2030-м годам человечество, возможно, впервые увидит признаки жизни вне Земли.

Значение открытия

Открытие 51 Пегаса b стало для науки тем же, чем открытие Америки стало для географии. Оно показало, что за горизонтом — не пустота, а бесконечное множество новых миров.

Каждая звезда теперь — потенциальное Солнце, а каждый телескоп — окно в другую Вселенную.

Человечество всегда стремилось заглянуть дальше горизонта — от первых спутников Земли до первых планет за ее пределами. Если «Спутник-1» открыл дорогу в космос, то 51 Пегаса b показала, что этот путь не заканчивается на орбите нашей планеты.

Ранее Наука Mail рассказала о запуске первого искусственного спутника, с которого началась история освоения Вселенной.