Экзаплане́та ( — па-за, звонку), ці пазасонечная планета — планета, якая абарачаецца вакол зоркі за межамі сонечнай сістэмы. Планеты з’яўляюцца празмерна малымі і цьмянымі ў параўнанні з зоркамі, а самі яны знаходзяцца далёка ад Сонца (найбліжэйшая — на адлегласці 4,22 светлавых года). Таму доўгі час задача выяўлення экзапланет была невырашальнай, першыя экзапланеты былі выяўлены ў канцы 1980-ых гадоў. Цяпер такія планеты сталі выяўляць дзякуючы ўдасканаленым новым навуковым метадам, часта на мяжы іх магчымасцей.
На 13 лютага 2015 года дакладна пацвержана існаванне 1876 экзапланет у 1181 планетных сістэмах, з якіх у 475 маецца больш за адну планету. Трэба адзначыць, што колькасць знойдзейных кандыдатаў у экзапланеты значна болей. Так, паводле праекта «Кеплер» на май 2013 года налічвалася 2740 кандыдатаў, але для атрымання статусу пацверджанай патрабуецца паўторная рэгістрацыя такіх планет пры дапамозе наземных тэлескопаў.
Агульная колькасць экзапланет у галактыцы Млечны Шлях на цяперашні час складае ад 100 міліярдаўУчёные радикально пересмотрели число экзопланет , з якіх ~ ад 5 да 20 мільярдаў, магчыма, з’яўляюцца «землепадобнымі». Таксама, згодна з цяперашнімі ацэнкамі, каля 34 працэнтаў сонцападобных зорак маюць у населенай зоне планеты, падобныя да Зямлі.
Пераважная большасць адкрытых экзапланет выяўлена з выкарыстаннем разнастайных непрамых методык дэтэктавання, а не візуальнага назірання. Большасць вядомых экзапланет — газавыя гіганты — і большасць з іх больш падобныя да Юпітэра, чым да Зямлі. Відавочна, што гэта тлумачыцца абмежаванасцю метадаў выяўлення (лягчэй выявіць кароткаперыядычныя масіўныя планеты).
Гісторыя адкрыццяў
Гістарычна першым заяўленнем аб магчымасці існавання планетнай сістэмы ў іншай зоркі было паведамленне капітана Джэйкаба (Capt. W. S. Jakob), астранома Мадраскай абсерваторыі (East India Company’s Madras Observatory), зробленае ў 1855 годзе. У ім паведамлялася аб «высокай верагоднасці» існавання «планетарнага цела» ў двайной сістэме 70 Змеяносца. Пазней, у 1890-х гадах, астраном Томас Дж. Дж. Сі з Чыкагскага ўніверсітэта і Ваенна-Марская Абсерваторыя ЗША пацвердзілі наяўнасць у сістэме 70 Змеяносца цела, якое не мае свячэння (нябачнага спадарожніка), з перыядам абарачэння ў 36 гадоў, але разлікі Ф. Р. Мультана абвяргаюць сцвярджэнні Сі, даказваючы няўстойлівасць падобнай сістэмы. Таму на дадзены момант існаванне планетнай сістэмы ў зоркі 70 Змеяносца не прызнаецца навукай.
Першыя спробы знайсці планеты па-за Сонечнай сістэмай былі звязаны з назіраннямі за месцазнаходжаннем блізкіх зорак. Яшчэ ў 1916 годзе Эдуард Барнард выявіў чырвоную зорачку, якая хутка перамяшчалася па небу адносна іншых зорак. Астраномы назвалі яе Ляцячай зоркай Барнарда. Гэта адна з бліжэйшых да нас зорак, з масай у сем разоў меншай за сонечную. Зыходзячы з гэтага, уплыў на яе патэнцыйных планет павінен быць прыкметным. У пачатку 1960-х гадоў Пітэр Ван дэ Камп абвясціў, што адкрыў у яе спадарожнік памерам з Юпітэр, але Дж. Гейтвуд у 1973 годзе выявіў, што зорка Барнарда рухаецца без хістанняў і, значыць, масіўных планет не мае.
У канцы 1980-х гадоў шматлікія групы астраномаў пачалі сістэматычнае вымярэнне хуткасцяў бліжэйшых да Сонца зорак, ведучы спецыяльны пошук экзапланет пры дапамозе высокадакладных спектрометраў.
Упершыню пазасонечная планета была знойдзена канадцамі Б. Кэмпбэлам, Г. Уолкерам і С. Янгам у 1988 годзе у аранжавага субгіганта Гама Цэфея А, але гэта было пацверджана толькі ў 2002 годзе.
У 1989 годзе звышмасіўная планета (ці карычневы карлік) была знойдзена Д. Латамам каля зоркі HD 114762 A. Але яе планетны статус быў пацверджаны толькі ў 1999 годзе.
Першыя экзапланеты каля нейтроннай зоркі (PSR 1257+12) былі выяўлены астраномам Аляксандрам Вольшчанам у 1991 годзе. Гэтыя планеты былі прызнаныя другаснымі, якія ўзніклі ўжо пасля выбуха звышновай.
У 1995 годзе астраномы Мішэль Маёр (Michel Mayor) і Дзідзье Келос (Didier Qeloz) пры дапамозе звышдакладнага спектрометра выявілі пахістванні зоркі 51 Пегаса з перыядам 4,23 сут. Планета, якая выклікае пахістванні, нагадвае Юпітэр, але знаходзіцца ў непасрэднай блізасці ад зоркі. У асяроддзі астраномаў планеты гэтага тыпа называюць «гарачымі юпітэрамі».
Пазней шляхам вымярэння прамянёвай хуткасці зорак і пошуку іх перыядычных доплераўскіх змен (метад Доплера) было выяўлена некалькі сотняў экзапланет.
У жніўні 2004 года ў сістэме зоркі μ Ахвярніка была выяўлена першая планета — гарачы нептун. Яна абарочваецца вакол свяціла за 9,55 сутак на адлегласці 0,09 а. а., тэмпература на паверхні ~ 900 К (+626 °C), маса ~14 мас Зямлі.
Першая суперзямля, якая абарочваецца вакол звычайнай зоркі (а не пульсара), была выяўлена ў 2005 годзе каля зоркі Глізэ 861. Яе маса — 7,5 мас Зямлі.
У 2004 годзе была атрымана першая выява (у інфрачырвоных прамянях) кандыдата ў экзапланеты ля карычневага карліка 2M1207.
13 лістапада 2008 года ўпершыню здолелі атрымаць выяву адразу цэлай планетнай сістэмы — здымак трох планет, якія абарочваюцца вакол зоркі HR 8799 у сузор’і Пегаса. Гэта першая планетная сістэма, адкрытая ў гарачай белай зоркі ранняга спектральнага класа (A5). Усе адкрытыя раней планетныя сістэмы (за выключэннем планет у пульсараў) былі выяўлены вакол зорак больш позніх класаў (F-M).
13 лістапада 2008 года таксама ўпершыню атрымалася выявіць планету Фамальгаўт b каля зоркі Фамальгаўт шляхам прамых назіранняўNotes for star Fomalhaut.
У 2011 годзе Дэвід Бенэт з Універсітэта Нотр-Дам (Індыяна, ЗША) аб’явіў на падставе назіранняў 2006—2007 гадоў на 1,8-метровым тэлескопе Ўніверсітэцкай абсерваторыі Маўнт-Джон у Новай Зеландыі аб адкрыцці з дапамогай метаду мікралінзавання 10 адзіночных юпітэрападобных планет. Праўда, дзве з іх могуць быць высокаарбітальнымі спадарожнікамі бліжэйшых да іх зоракОткрыты планеты-гиганты, свободно дрейфующие по космосу.
У верасні 2011 года было абвешчана аб адкрыцці дзвюх экзапланет KIC 10905746 b і KIC 6185331 b аматарамі астраноміі ў межах праекта Planet Hunters, прызначанага для аналізу дадзеных, сабраных тэлескопам «Кеплер». Пры гэтым згадвалася аб 10 кандыдатах у планеты, але на той момант толькі два з іх з дастатковай упэўненасцю вызначаліся як экзапланеты. Планеты былі знойдзены добраахвотнымі ўдзельнікамі праекта сярод дадзеных, якія б прафесійныя астраномы на той ці іншай падставе адсеялі, і калі б не дапамога добраахвотнікаў, то гэтыя планеты, верагодна, засталіся б неадкрытымі.
5 снежня 2011 года тэлескопам Кеплер была выяўлена першая суперзямля ў населенай зоне — Kepler-22 bУ близнеца солнца найдена потенциально обитаемая планета .
20 снежня 2011 года тэлескопам Кеплер у зоркі Кеплер-20 былі выяўлены першыя экзапланеты памерам с Землю і меней — Kepler-20 e (радыусам 0,87 зямнога і масай ад 0,39 да 1,67 мас Зямлі) і Kepler-20 f (0,045 масы Юпітэра и 1,03 радыуса Зямлі)Найдены первые экзопланеты размером с Землю .
22 студзеня 2012 года вучоныя з Гарвард-Смітсанаўскага цэнтра астрафізікі на адлегласці 40 светлавых гадоў ад Зямлі адкрылі першую суперзямлю, якая, верагодна, з’яўляецца планетай-акіянам — GJ 1214 bАстрономы открыли первую экзопланету из воды — Югополис, 22.02.2012. Апошнія дадзеныя транзітных праходаў дазваляюць меркаваць аб наяўнасці ў GJ 1214 b працяглай вадародна-геліевай атмасферы, нізкім узроўні метана і слоі аблокаў на ўзроўні ціску 0,5 бар, што не адпавядае ўласцівасцям атмасферы з устойлівым дамінаваннем вадзяных пароўOptical to near-infrared transit observations of super-Eart GJ1214b: water-world or mini-Neptune? (PDF Download Available). Перыяд абарачэння планеты вакол зоркі-чырвонага карліка — 38 гадзін, адлегласць складае каля 2 мільёнаў кіламетраў. Тэмпература на паверхні планеты складае прыкладна 230 °C.
У 2015 годзе была выяўлена планета, падобная да маладога ЮпітэраНайдена экзопланета, похожая на молодой Юпитер.
Інструменты і праекты вывучэння планет
Астранамічныя спутнікі
COROT (EKA) — спецыялізаваны 30-сантыметровы тэлескоп, які здымае крывыя бляску шматлікіх зорак у момант праходжання перад німі планет. Запушчаны 27 снежня 2006 года. прапанавалася з яго дапамогай выявіць дзясяткі планет зямнога тыпа. Да сакавіка 2010 года COROT адкрыўсем экзапланет і адзін карычневы карлік. «Кеплер» (НАСА) — касмічны тэлескоп сістэмы Шмідта, з дыяметрам люстэрка 0,95 м, здольны адначасова адслежваць 100 тыс. зорак. Запушчаны 17 сакавіка 2009 года. Планавалася выявіць 50 планет, памерам ідэнтычным Зямле, і каля 600 планет, у 2,2 разы перавышаючых Зямлю па памеру. «Кеплер» абарочваўся вакол Сонца па арбіце радыюсам у адну астранамічную адзінку. Разліковы срок эксплуатацыі быў вызначаны ў 3,5 гады. Пазнее было абвешчана аб прадаўжэнні місіі да 2016 года, але ў мае 2013 года тэлескоп выйшаў са строю. Да гэтага часа «Кеплер» дакладна адкрыў 132 экзапланетыKepler Diskoveries. Спіс надзейных кандытатаў пазасонечных планет утрымліваў 2740 аб’ектаў. Gaia — касмічная абсерваторыя. Акрамя аноўнай мэты (пабудова трохмернай карты нашай Галактыкі), верагодна адкрое каля 10 тыс. экзапланет.
Наземныя абсерваторыі
Вядучыя назіранне транзітным метадам SuperWASP — самы паспяховы наземны агляд. Больш за 70 экзапланет, знойдзеных транзітным метадам на 2102 г. Складаецца з 2-х абсерваторый: SuperWASP-North у абсерваторыі Роке де лос Мучачас на востраве Пальма (Канарскія астравы) і SuperWASP-South, якая знаходзіцца ў Паўднёваафрыканскай астранамічнай абсерваторыі. Кожная складаецца з 8 шырокавугольных аўтаматычных тэлескопаў з апертурай 111 мм. Проект HATNet — сетка з 6 аўтаматычных тэлескопаў з шырокім полем зроку, 4 з якіх знаходзяцца ў абсерваторыі ім. Фрэда Лоўрэнса ў Арызоне, 2 — на тэрыторіы Смітсанаўскай астрафізічнай абсерваторыі на Гаваях. Адкрыта 33 экзапланеты (на пачатак 2012).
Вядучыя назіранне метадам прамянёвых хуткасцяў (доплераўскім) HARPS — высокадакладны спектрограф, усталяваны ў 2002 годзе на 3,6-мятровым тэлескопе ў Абсерваторыі Ла-Сілья ў Чылі. Назіранне вядзецца метадам прамянёвых хуткасцяў. Частка ESO Абсерваторыя Кека — абсерваторыя з 2-х буйнейшых у свеце люстраных тэлескопаў. Дыяметр асноўных люстэркаў (усяго іх тры, ў кожным х тэлескопаў) якіх складае 10 метраў.
Распрацоўваемыя праекты PEGASE — першапачаткова планаваўся на 2010—2012 г.г. TESS — ухвалены. Запуск у 2017 годзе. EChO — ідзе тэарэтычная распрацоўка праекта. У выніку адабрэння EKA запуск адбудзецца ў 2022 годзе. Advanced Technology Large-Aperture Space Telescope (ATLAST) — запуск пасля 2015 года.
Акрамя касмічных місій, у будучыні плануецца развіваць наземныя інструменты. Напрыклад, на Еўрапейскім надзвычай вялікім тэлескопе, які зараз будуецца, будуць усталяваныя прылады, прыстасаваныя да вывучэння атмасферы экзапланет
Метады пошука экзапланет
Метад Доплера — спектраметрычнае вымярэнне радыяльнай хуткасці зоркі. Гэта самы распаўсюджаны метад. З яго дапамогай магчыма знайсці планеты з масай не менш за некалькі мас Зямлі, якія знаходзяцца ў непасрэднай хуткасці ад зоркі, і планеты-гіганты, з перыядамі да каля 10 гадоў. Планета, якая абарачаецца вакол зоркі, як бы расхіствае яе, і мы можам назіраць доплераўскае змяшчэнне спеткра зоркі. Гэты метад дазваляе вызначыць амплітуду ваганняў радыяльнай хуткасці для пары «зорка — адзіночная планета», масу планеты, перыяд абарачэння, эксцэнтрысітэт і ніжнюю мяжу масы планеты . Вугал паміж нармаллю да арбітальнай плоскасці планеты і накірункам на Зямлю сучасныя метады выявіць не дазваляюць. Транзітны метад звязаны з з праходжаннем планеты на фоне зоркі. У гэты момант свяцільнасць зоркі памяньшаецца. Метад дазваляе вызначыць памеры планеты, а ў спалучэнні з метадам Доплера — плотнасць планет. Дае інфармацыю аб наяўнасці і складзе атмасферы. Трэба разумець, што гэтым метадам магчыма выявіць толькі тыя планеты, арбта якіх ляжыць у адной плоскасці з кропкай назірання.