Сибирский ученый объяснил, за что физики получили Нобелевскую премию в 2019 году

В этом году Нобелевскую премию по физике получили Джеймс Пиблс за теоретические успехи в области космологии, а также Мишель Майор и Дидье Кело, открывшие первую экзопланету на орбите — горячий юпитер. На сколько эти открытия являются важными, рассказалзаместитель директора по научной работе Института лазерной физики СО РАН, доктор физико-математических наук Ильдар Шайхисламов.

«Что такое горячие юпитеры? Представьте себе аналог Юпитера — массивную планету, газовый гигант, который вращается вокруг звезды, но очень близко от нее. Горячие юпитеры расположены в десятки раз ближе к своим звездам, чем Меркурий от Солнца. Стоит подчеркнуть, что эти объекты находятся на огромном расстоянии от нашей планеты — в десятках и более световых лет, поэтому их изучением люди стали заниматься сравнительно недавно, когда появились технологические возможности для их наблюдения», — говорит ученый.

По его словам, сегодня открыто порядка 400 тысяч экзопланет, еще больше кандидатов ждут своей очереди на подтверждение этого статуса. Горячие юпитеры являются наиболее изученным классом экзопланет, потому что их проще всего обнаружить: они имеют небольшой период вращения вокруг звезд (несколько дней), и их радиус намного больше, чем у других подобных объектов, благодаря чему они затеняют звезды в определенных спектральных интервалах гораздо сильнее.

«В данный момент я нахожусь на Международной конференции по Солнечной системе в Москве, одна из научных сессий которой посвящена экзопланетам, — именно тут я и узнал о награждении астрономов, которые целенаправленно занимались поиском экзопланет, — говорит Ильдар Шайхисламов. — Мне удалось узнать любопытные детали об их открытии от коллег: например, когда ученые впервые обнаружили тот самый горячий юпитер 51 Пегаса b, то подумали, что это какая-то ошибка измерений. Они просто не могли поверить, что планета может находиться так близко к звезде, и по этой причине два года не публиковали свои данные. Причем таких групп, которые параллельно проводили исследования и, что называется, не верили своим глазам, было несколько по всему миру».

Действительно, горячие юпитеры серьезно перевернули представление о формировании планет, потому что их существование идет вразрез с теориями, которые были созданы на примере нашей Солнечной системы. Сейчас возможностей для исследования таких объектов гораздо больше, чем во время открытия первой экзопланеты.

«По всему миру вводятся в строй крупные телескопы — и наземные и космические, — продолжает Ильдар Шайхисламов. — Например, в ближайший месяц планируется запуск небольшого европейского космического телескопа «Хеопс». Еще одно крупное событие — запланированный НАСА запуск долгожданного и очень крупного даже по земным меркам телескопа «Джеймс Уэбб». Существенную модернизацию получил крупнейший в России телескоп БТА, расположенный в Специальной астрофизической обсерватории РАН на Северном Кавказе. Там создали лучший на сегодняшний день спектрограф в нашей стране. Именно он наиболее подходит для обнаружения экзопланет и получения первичных данных об этих объектах. Он уже начал работать, и благодаря этому мы будем открывать все новые и новые планеты».

Физик акцентирует, что данные, которые уже сейчас можно получить при изучении горячих юпитеров, весьма интересны. Специфика этих планет такова, что они окружены обширной газоплазменной оболочкой. Взаимодействуя с потоком плазмы от звезды, она вызывает эффекты, которые наблюдаются с помощью телескопов. Чтобы интерпретировать эти наблюдения, необходимо развивать довольно сложные численные модели, позволяющие количественно обосновать понимание того, что происходит в десятках, сотнях и тысячах световых лет от Земли.

Этим, в частности, занимается группа ученых из лаборатории космической плазмы ИЛФ СО РАН.

«С помощью лабораторных экспериментов и численного моделирования мы изучаем такое явление, как плазменный ветер экзопланет, о котором ученым пока мало что известно. Недавно мы получили грант РНФ на развитие проекта «Экзосфера горячих экзопланет и ее наблюдательные проявления». В лаборатории мы моделируем условия, близкие к тем, что могут существовать в окрестности горячих экзопланет, и таким образом получаем информацию, не доступную никакими другими способами», — подчеркивает Ильдар Шайхисламов.

По материалам издания Сибирского отделения РАН «Наука Сибири»

Автор: Юлия Клюшникова