Как «разглядеть» экзопланету на ярком фоне звезды: секрет Доплера
С помощью метода Доплера открыли тысячи экзопланет. Но астрономы лишь по косвенным признакам понимают, что наткнулись на очередную подобную Земле и Солнцу систему. Потому открытие потенциальной колонии необходимо снова и снова подтверждать более точными приборами. Швейцарский спектрограф ESPRESSO в очередной раз убедил ученых, что ближайшая к нам звезда Проксима Центавра не одинока. Возможно, даже дважды.
Солнце примерно в 109 раз больше Земли по линейным размерам и практически в 1,3 миллиона раз - по объему. Если представители развитой внеземной цивилизации, живущей за сотни световых лет от нас, направят мощные телескопы на Солнечную систему, наша звезда покажется им всего лишь точкой на небосклоне. Могут ли теоретические обитатели других миров разглядеть на фоне этой точки другую, в сто раз меньшую? Вряд ли. Но обнаружить Землю из космоса и другие экзопланеты с Земли можно благодаря эффекту Доплера, как бы он ни назывался в другом обитаемом мире.
Явление, носящее имя великого земного физика, заключается в изменении длины волны света за счет движения наблюдаемого объекта. Когда звезда удаляется от нас, ее свет кажется более “красным”. Если же объект приближается, излучение смещается в синюю область. Почему так происходит? Вспомним разложение белого света в цветной спектр. Впервые превращение солнечного луча в радугу осуществил с помощью стеклянной призмы Исаак Ньютон. Ученый заметил, что цвета от красного до фиолетового отличаются друг от друга длиной волны. Самые длинные волны у красного цвета, короткие - у фиолетового.
Представим электромагнитную волну, которая движется от космического объекта к Земле, в виде плоской синусоидальной пружины конечной длины. Если бы один конец невероятно длинной пружины был крепко припаян к Земле, а другой - к далекой звезде, то по мере удаления звезды от нас пружина бы растянулась, формируя более длинные волны. Наоборот, если бы звезда приближалась, пружина постепенно сжималась бы, а “волны” укорачивались. Как же информация об изменении расстояния между Землей и далекими звездами помогает обнаруживать новые экзопланеты, и причем тут спектрограф - прибор, раскладывающий свет от звезд в спектр, подобно стеклянной призме Ньютона?