Экзопланеты — планеты за пределами Солнечной системы, которые вращаются вокруг своей звезды подобной нашему Солнцу. Первое научное обнаружение экзопланеты было сделано в 1988 году, но доказательство произошло только в 1992 году.
С тех пор было зарегистрировано 3586 экзопланет в 2691 планетной системе в 603 подтвержденных множественных планетных системах.
История обнаружения
На протяжении веков астрономы, философы и научные фантасты подозревали, что экзопланеты существуют, но не было никакого способа обнаружить их или узнать их количество или насколько они могут быть похожи на планеты Солнечной системы.
Первое научное обнаружение планеты за пределами Солнечной системы произошло в 1988 году. Однако первое подтвержденное обнаружение случилось в 1992 году, когда было обнаружено несколько планет земной массы, вращающихся вокруг пульсара B1257+12. Пульсар находится на расстоянии ≈2300 световых лет от Солнца в созвездии Девы.
Первое доказательство экзопланеты, вращающейся вокруг звезды главной последовательности, было сделано в 1995 году, когда гигантская планета была найдена на четырехдневной орбите вокруг близлежащей звезды 51 Пегаси. 
Некоторые экзопланеты были открыты непосредственно телескопами, но подавляющее большинство было обнаружено косвенными методами, такими как метод определения светимости и метод радиальной скорости.
Ранние предположения
“ Это пространство мы объявляем бесконечным… В нем бесконечное множество миров того же рода, что и наш собственный” — Джордано Бруно.
Итальянский философ Джордано Бруно (1548-1600), выдвинувший теорию о бесконечности Вселенной и один из первых сторонников теории Коперника о том, что Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца (гелиоцентризм), выдвинул точку зрения, согласно которой неподвижные звезды похожи на Солнце и также сопровождаются планетами.
В восемнадцатом веке та же самая возможность была упомянута Исааком Ньютоном в «Общей схолии», которая завершает его «Принципы». Проводя сравнение с планетами Солнца, он писал: «И если неподвижные звезды являются центрами подобных систем, все они будут построены в соответствии с аналогичной конструкцией и подчинены власти Одной».
В 1952 году, более чем за 40 лет до открытия первого горячего Юпитера, российско-американский астроном Отто Струве написал, что нет убедительных причин, по которым планеты не могли бы находиться намного ближе к своей родительской звезде, чем в Солнечной системе, и предложил, что способом доплеровская спектроскопия и метод транзита (измерение потока излучения) можно обнаруживать экзопланеты.
Сколько всего экзопланет пока обнаружено
Космический телескоп «Кеплер» (с 2009 года) обнаружил более двух тысяч планет за пределами Солнечной системы. Кеплер также обнаружил несколько тысяч планет-кандидатов, из которых около 11% могут быть ложноположительными.
В среднем на каждую звезду приходится по крайней мере одна планета, причем в процентах имеется несколько планет. Примерно 1 из 5 солнцеподобных звезд имеют планету размером с Землю в обитаемой зоне.
Считается, что в Млечном Пути 200 миллиардов звезд, можно предположить, что в Млечном Пути 11 миллиардов потенциально обитаемых планет размером с Землю. Кроме того количество можно увеличить до 40 миллиардов, если включить планеты, вращающиеся вокруг многочисленных красных карликов.
Наименее массивной известной планетой является Драугр (также известная как PSR B1257+12 a или PSR B1257+12 b), которая всего примерно в два раза превышает массу Луны или 0,02 от массы Земли. Находится примерно в 2300 световых годах от нас в созвездии из Девы. Самой массивной планетой, указанной в архиве экзопланет НАСА, является DENIS-P J082303.1-491201 b, примерно в 29 раз больше массы Юпитера. Согласно некоторым определениям планеты, она слишком массивна, чтобы быть планетой, и вместо этого может быть коричневым карликом.
Есть планеты, которые находятся так близко к своей звезде, что им требуется всего несколько часов, чтобы пройти орбиту, а есть другие, которые находятся так далеко, что им требуются тысячи лет, чтобы пройти на орбиту. Некоторые из них находятся так далеко, что трудно сказать, связаны ли они гравитационно со звездой.
Почти все обнаруженные до сих пор планеты находятся в пределах Млечного Пути, но также было несколько возможных обнаружений внегалактических планет.
Ближайшая экзопланета к нам Проксима Центавра b, расположенная в 4,2 световых годах (1,3 парсека, 1,94 трлн. км) от Земли и вращающаяся вокруг Проксимы Центавра, ближайшей звезды к Солнцу.
Открытие экзопланет усилило интерес есть ли жизнь на других планетах. Особый интерес представляют планеты, вращающиеся в обитаемой зоне звезды, где на поверхности может существовать жидкая вода, необходимая для жизни на Земле.
Изучение обитаемости планет также учитывает широкий спектр других факторов при определении пригодности планеты для размещения жизни.
Помимо экзопланет, существуют также планеты-изгои, которые не вращаются вокруг какой-либо звезды и которые, как правило, рассматриваются отдельно, особенно если они являются газовыми гигантами, и в этом случае их часто считают суб-коричневыми карликами. Количество планет-изгоев в Млечном Пути, возможно, насчитывается миллиарды или больше.
Обозначение экзопланет
Конвенция по обозначению экзопланет является расширением системы, используемой для обозначения систем с несколькими звездами, принятой Международным астрономическим союзом.
Для экзопланет, вращающихся вокруг одной звезды, обозначение обычно формируется путем взятия названия или, чаще, обозначения ее родительской звезды и добавления строчной буквы. Первой планете, обнаруженной в системе, присваивается обозначение «b» (родительская звезда считается «a»), а более поздним планетам присваиваются последующие буквы. Если одновременно обнаружено несколько планет в одной и той же системе, ближайшая к звезде получает следующую букву, за которой следуют другие планеты в порядке их орбитального размера.
Существует временный стандарт, санкционированный Международным астрономическим союзом, для обозначения планет. Ограниченное число экзопланет имеют собственные имена.
Методология планет за пределами Солнечной системы
Первая экзопланета возле звезды была обнаружена 6 октября 1995 года и получила название 51 Pegasi b. Когда наблюдается, что экзопланета проходит через свою родительскую звезду, астрономы могут оценить некоторые физические свойства планеты с межзвездного расстояния, включая массу и размер планет, которые, в свою очередь, обеспечивают фундаментальные ограничения на модели их физической структуры. Кроме того, такие события дают возможность изучить динамику и химию его атмосферы.
Статистические обследования и индивидуальная характеристика являются ключом к решению фундаментальных вопросов экзопланетологии.
Документирование свойств большой выборки планет за пределами Солнечной системы
разного возраста, вращающихся вокруг своих родительских звезд различных типов, будет способствовать более глубокому пониманию —или улучшению моделей— планетарного образования (аккреции), геологической эволюции, миграции орбит и их потенциальной обитаемости. Характеристика атмосфер экзопланет-это новый рубеж в экзопланетной науке.
Методы обнаружения экзопланет
Около 97% всех подтвержденных экзопланет были обнаружены косвенными методами, главным образом с помощью измерений радиальной скорости и методов мониторинга транзита (измерения потока излучения).
Следующие методы оказались успешными для открытия планеты за пределами Солнечной системы или подтверждения уже открытой:
- Радиальная скорость определяется спектрометрическим способом
- Гравитационное микролинзирование
- Прямое изображение
- Поляриметрия
- Астрометрия
- Транзитная фотометрия
- Модуляции отражения/излучения
- Вариации освещенности из-за релятивистского излучения
- Колебания освещенности из-за эллипсоидальных колебаний
- Изменения во времени
- Время пульсара
- Переменное звездное время
- Метод изменения времени излучения
- Метод изменения продолжительности излучения
