Астрономы, работающие на спектрографе HARPS, опубликовали первые оценки количества потенциально обитаемых экзопланет, полученные на основе прямых наблюдений. По их словам, 41 процент систем красных карликов содержат суперземли в зоне обитаемости. Текст статьи доступен на сайте arXiv.org.
Планеты, по сравнению со звездами, имеют очень малую светимость и обнаруживаются наблюдением за звездами. Один из методов наблюдения, который использовали исследователи в данной работе, подразумевает очень точное определение периодических изменений скорости звезд.
Если вокруг звезды вращается планета, то звезда тоже вращается вокруг их общего центра масс. Звезда во время вращения, конечно, смещается очень незначительно, но это смещение можно заметить, если длительно за ней наблюдать, так как оно периодично. Когда во время вращения звезда приближается к наблюдателю, то в спектре её излучения происходит голубой сдвиг, когда удаляется - красный. По величине и периодичности сдвига можно рассчитать массу планеты и ее орбиту, если известна масса звезды.
Чем меньше масса звезды и больше масса планеты, тем сильнее сдвиг и тем легче обнаружить вращающуюся планету. Поэтому астрономов интересовали прежде всего красные карлики - звезды, масса которых существенно меньше массы Солнца. Кроме того, красные карлики составляют около 80 процентов всех звезд Млечного Пути, и их анализ во многом справедлив для всей галактики.
Исследователи работали на спектрографе, установленном на 3,6-метровом телескопе в Чили, который с 2003 года записывал спектры от 102 ближайших красных карликов. Авторам удалось обнаружить 9 планет, вращающихся вокруг нескольких звезд. Потенциально обитаемыми считаются только суперземли (планеты, имеющие массу от 2 до 10 масс Земли) в зоне, где возможно существование воды в жидком состоянии.
Поскольку не все существующие планеты могут быть обнаружены подобным наблюдением, исследователи рассчитали долю красных карликов, вокруг которых обращаются потенциально обитаемые суперземли в 41 процент. Из этого следует, что треть звезд Галактики, то есть десятки миллиардов, окружены потенциально обитаемыми планетами.
Первые экзопланеты были открыты в конце восьмидесятых - начале девяностых годов. К марту 2012 года подтверждено существование 762 планет. Их число с каждым годом увеличивается все быстрее, так как возрастает длительность наблюдений, от которой зависит возможность открытия планет с длительным периодом вращения. В настоящий момент помимо наземных станций, определяющих наличие планет по изменению скорости, в поиске планет участвует космический телескоп "Кеплер" наблюдающий за изменением светимости звезд.