Ғалам алыстағы жұлдыздардың айналасында айналып жүрген, адамзат санасының ашуын күтіп тұрған миллиардтаған әлемдерді өз қойнауында сақтайды. Сіз бүгінгі күнге дейін астрономдар бес мыңнан астам экзопланетаның бар екенін растағанын, ал олардың нақты саны біздің галактикада жүздеген миллиардқа жетуі мүмкін екенін біле бермеуіңіз мүмкін. Бұл әсерлі деректер Күн жүйесінен тыс жатқан ғарыштық әлемдердің сан алуандығын түсіну барысында туындайтын тек ғылыми жетістіктерді ғана емес, сонымен қатар терең философиялық сұрақтарды да ашады. Бүгін біз өмір сүруге қолайлы жағдайлар жасырынуы немесе Жерде баламасы жоқ материя түрлері болуы мүмкін Ғаламның таңғажайып аймақтарымен танысу үшін шексіз ғарыш кеңістігіне қызықты сапарға аттанамыз. Жақында ғана фантаст жазушылардың қиялы болып көрінген әлемдер туралы таңғаларлық мәліметтерді ашуға дайын болыңыз.
- Алғашқы расталған экзопланета 1992 жылы поляк астрономы Александр Вольшчан тарапынан PSR B1257+12 пульсары жүйесінде ашылып, астрономиялық қауымдастықта үлкен сенсация тудырды. Бұл планеталар аса жаңа жұлдыз жарылысын бастан өткеріп, нейтрон жұлдызға айналған жұлдыздың қалдықтарынан қалыптасқан, сондықтан олардың болуы ерекше таңғаларлық құбылыс саналады. Тек 1995 жылы Күнге ұқсас жұлдызды айналып жүретін алғашқы экзопланета — ыстық юпитерлер класына жататын 51 Пегас b анықталды. Бұл жаңалықтар экзопланеталарды іздеуді қазіргі астрономияның ең қарқынды дамып келе жатқан салаларының біріне айналдырған жаңа дәуірдің басталуына жол ашты.
- Экзопланеталарды анықтаудың ең кең таралған тәсілі транзиттік әдіс болып табылады, мұнда планета өз жұлдызының дискісінен өтіп, оның жарықтығын қысқа уақытқа әлсіретеді. Осы әдісті қолданған Кеплер ғарыш телескопы 2009–2018 жылдар аралығында екі мыңнан астам экзопланетаның бар екенін растады. Маңыздылығы бойынша екінші орында жұлдыздың айналасында планетаның гравитациялық әсерінен туындайтын тербелістерді тіркейтін радиалдық жылдамдықтар әдісі тұр. Қазіргі зерттеулер табылған әлемнің сипаттамаларын мүмкіндігінше толық түсіну үшін бірнеше әдісті қатар қолданады.
- Ыстық юпитерлер — орбиталық кезеңі Жер тәулігінің он күнінен аз болатын, жұлдыздарына өте жақын айналатын газ алыптары. Олардың атмосфераларындағы температура көбіне Цельсий бойынша екі мың градустан асып, оларды белгілі ең ыстық планеталардың қатарына қосады. Кейбірінде астрономдар темір жаңбыры немесе секундына жиырма мың километрден асатын желдер сияқты экзотикалық атмосфералық құбылыстарды байқаған. Мұндай планеталардың көпшілігі толқындық құлыптаулы күйде болады, яғни бір жағы үнемі жұлдызға қарап тұрып, екінші жағы мәңгілік түнге батып жатады.
- Супержерлер — массасы Жерден бірден он есеге дейін ауыр, құрамы мен өлшемі бойынша Жер мен Нептун арасындағы аралық орынды алатын тасты планеталар. Кейбіреулерінде аса жоғары қысымы бар қалың атмосфера болса, ал басқалары жұлдызға тым жақын орналасуына байланысты газ қабығынан толық айырылған. Кеплер-22b планетасы өз жұлдызының тіршілік аймағында орналасып, радиусы Жерден 2,4 есе үлкен. Ғалымдар супержерлерді белсенді түрде зерттейді, себебі олар Құс жолындағы ең кең таралған планета түрі болуы ықтимал.
- Қазіргі таңда белгілі ең жақын экзопланета — Жерден небәрі 4,2 жарық жылы қашықтықта орналасқан қызыл ергежейлі Проксима Центавраны айналып жүретін Проксима Центавра b. Бұл планета тіршілік аймағында орналасқанымен, жұлдызының жоғары белсенділігі салдарынан қуатты жарқылдарға ұшырап, оның бетінде өмірдің болуы күмән тудырады. Проксима Центавра b жұлдызына өте жақын болғандықтан, оның орбиталық кезеңі небәрі 11,2 жер тәулігін құрайды. Болашақта «Жұлдызды желкен» сияқты жобалар осы жүйеге алдағы онжылдықтарда шағын зондтар жіберуді жоспарлап отыр.
- Мұхиттық планеталар — беті жүздеген километр тереңдіктегі ғаламдық мұхитпен толық жабылған, Жерден түбегейлі ерекшеленетін гипотетикалық әлемдер. Кеплер-22b кейде мұндай планеталардың ықтимал үлгісі ретінде қарастырылады, алайда бұл әлі бақылаулармен расталмаған. Мұндай әлемдерде мұхит түбіндегі қысым соншалықты жоғары болуы мүмкін, тіпті жоғары температурада да су экзотикалық мұз фазалары түрінде кездеседі. Осындай планеталардың болуы толықтай су астындағы ортада тіршіліктің мүмкіндігі туралы маңызды сұрақтар туындатады.
- Қаңғыбас планеталар немесе еркін жүзетін планеталар — ешбір жұлдызбен гравитациялық байланысы жоқ, жұлдызаралық кеңістікте жалғыз кезіп жүретін планеталық массадағы нысандар. Астрономдар олардың кейбірін гравитациялық микролинзалау әсері арқылы анықтаған, бұл кезде планетаның тартылысы алыстағы жұлдыздың жарығын уақытша күшейтеді. Кейбір теориялар галактикада мұндай еркін жүзетін планеталардың саны жұлдыздарды айналатын планеталардан да көп болуы мүмкін екенін болжайды. Теориялық тұрғыда олардың астында радиоактивті ыдырау жылуымен қыздырылатын жерасты мұхиттары болуы ықтимал.
- 2021 жылы ұшырылған Джеймс Уэбб ғарыш телескопы экзопланеталар атмосферасының химиялық құрамын жоғары дәлдіктегі спектроскопия арқылы зерттеп, бұл салада нағыз төңкеріс жасады. Алғаш рет K2-18b экзопланетасының атмосферасынан Жерде тек тірі ағзалар өндіретін диметилсульфидті қоса алғанда, ықтимал биосигнатуралар анықталды. Уэбб телескопы WD 1856+534 b планетасының атмосферасынан көмірқышқыл газының бар екенін де тіркеп, күрделі атмосфералық процестерді көрсетті. Бұл жаңалықтар Жерден тыс өмірді іздеуде жаңа тарау ашты.
- Глизе 436 b экзопланетасы ерекше құбылыспен танымал, оның атмосферасы үнемі ғарышқа буланып, миллиондаған километрге созылған құйрық түзеді. Бұл планета жұлдызына өте жақын орналасқан және беткі температурасы шамамен төрт жүз градус Цельсийге жетеді, соған қарамастан ол негізінен су мұзынан тұрады. Ғалымдардың пікірінше, оның қойнауындағы аса жоғары қысым суды осындай температурада да қатты күйде ұстап тұрады. Бұл құбылыс планеталық жүйелердің Күн жүйесінен қаншалықты әртүрлі бола алатынын айқын көрсетеді.
- Кеплер-16b планетасы қос жұлдыз жүйесін айналып жүретін алғашқы расталған экзопланета болып, «Жұлдызды соғыстар» әлеміндегі Татуин планетасын еске салады. Бұл планета Күнге ұқсас бір жұлдыз бен қызыл ергежейлі екінші жұлдыздың айналасында қозғалады. Кеплер-16b бетінен бір мезгілде екі күннің батуы байқалатын ерекше жарық көріністерін көруге болады. Мұндай әлемдердің ашылуы қос жұлдыз жүйелерінің де тұрақты планеталық орбиталарды сақтай алатынын дәлелдеді.
- Белгілі ең ыстық экзопланета — KELT-9b, оның температурасы Цельсий бойынша 4600 градусқа жетіп, кейбір қызыл ергежейлі жұлдыздардың бетінен де ыстық. Бұл планета жұлдызына соншалықты жақын орналасқандықтан, оның атмосферасы үнемі буланып, бір күні небәрі 1,5 жер тәулігіне созылады. Ғалымдар оның атмосферасынан газ күйіндегі темір мен титан тапқан, бұл Жер жағдайында мүмкін емес күй. KELT-9b ультраыстық юпитерлер класына жатады және планеталық эволюцияның шеткі кезеңін білдіреді.
- Қазіргі таңда расталған ең кішкентай экзопланета — Кеплер-37b, оның радиусы Айдан бар болғаны 20 пайызға ғана үлкен. Бұл оны Күн жүйесінен тыс анықталған ең шағын тасты нысан етеді. Планета Жерден шамамен 210 жарық жылы қашықтықтағы жұлдызды айналып жүреді. Оның ашылуы шағын планеталарды іздеуге маманданған TESS ғарыш телескопының жоғары өлшеу дәлдігінің арқасында мүмкін болды. Мұндай ықшам әлемдердің табылуы алыстағы жұлдыздар маңынан Жерге ұқсас планеталарды іздеуге жол ашады.
- Кейбір экзопланеталар аса созылыңқы эллипстік орбиталарға ие болып, жұлдызды айналу барысында температураның күрт өзгеруіне ұшырайды. Глизе 433 b планетасының орбиталық кезеңі небәрі 13 күн болғанымен, оның траекториясы соншалықты созылған, перигелийде ол жұлдызға Меркурийдің Күнге жақындығынан да жақын келеді, ал афелийде едәуір алыстайды. Мұндай экстремалды орбиталар көбіне көппланеталық жүйелердегі гравитациялық өзара әрекеттесулердің нәтижесінде қалыптасады. Осындай әлемдерді зерттеу планеталық жүйелердің қалыптасу динамикасын түсінуге бірегей мүмкіндік береді.
- Халықаралық астрономиялық одақ экзопланеталар мен олардың жұлдыздарына жеке атаулар беру үшін бірнеше жаһандық науқан ұйымдастырды, бұл қоғамды астрономияға кеңінен тартуға бағытталған. Мысалы, 51 Пегас b планетасына Димидиум атауы беріліп, оның жұлдызы Фергани деп аталды. Глизе 3470 b планетасы дәстүрлі араб астрономиясындағы жұлдыз атауына байланысты Саад деп аталды. Мұндай бастамалар астрономияны көпшілікке жақындатып, алыстағы әлемдерді ашудың мәдени маңызын көрсетеді.
- Қызыл ергежейлілерді айналатын экзопланеталар табылған әлемдердің басым бөлігін құрайды, себебі бұл жұлдыздар галактикадағы ең көп таралған және олардың планеталарын анықтау жеңілірек. Алайда қызыл ергежейлілер жиі күшті жарқылдар шығарып, жақын орналасқан планеталардың атмосферасын толықтай жойып жіберуі мүмкін. TRAPPIST-1e планетасы тіршілік аймағында орналасуына байланысты өмірге ең үміткер үміткерлердің бірі саналады. Ғалымдар мұндай планеталардың атмосферасын жұлдыз белсенділігіне қарамастан тіршілікке қолайлы жағдайды сақтай ала ма деген сұраққа жауап іздеп зерттеуде.
- Кейбір экзопланеталардың тығыздығы қалыптан тыс болып, олардың ішкі құрылысының ерекше екенін көрсетеді. Кеплер-107c планетасының тығыздығы Жерден үш есе жоғары, бұл оның массасының жартысынан астамын алып жатқан алып темір ядроның бар екенін білдіреді. Ал Кеплер-51b керісінше, тығыздығы өте төмен болып, мақтамен салыстыруға келеді. Мұндай аномалияларды зерттеу планеталардың әртүрлі жағдайларда қалай қалыптасатынын тереңірек түсінуге көмектеседі.
- Украиналық астрономдар экзопланеталарды зерттеуге халықаралық жобаларға қатысып, деректерді талдау әдістерін әзірлеу арқылы елеулі үлес қосып келеді. Киев университеті мен Украина ҰҒА Астрономия институтының мамандары экзопланеталар спектрлерінен биосигнатураларды іздеуге атсалысуда. Сонымен қатар украин ғалымдары ғарыш телескоптарынан алынатын үлкен деректер массивтерін өңдеуге арналған алгоритмдер жасайды. Бұл үлес өзге әлемдерді іздеу бүкіл адамзатқа ортақ жаһандық күш екенін айқындайды.
- Нанчаро және Платон сияқты болашақ миссиялар Күнге ұқсас жұлдыздардың тіршілік аймақтарынан Жерге ұқсас планеталарды іздеуге маманданады. 2027 жылға жоспарланған Нанчаро жобасы экзопланеталарды жұлдыз жарығынан бөліп, тікелей суретке түсіруге мүмкіндік береді. Еуропалық Платон миссиясы қатты беті бар, тіршілік аймақтарындағы планеталарды анықтауға бағытталады. Бұл миссиялар дамыған өмірге қолайлы әлемдердің алғашқы үміткерлерін анықтауы мүмкін.
- Ғалымдар дамыған Жерден тыс өркениеттердің бар екенін көрсетуі мүмкін техносигнатураларды іздеу әдістерін де дамытып келеді. Мұндай белгілерге Дайсон сфералары сияқты жасанды құрылымдар, тосын радиосигналдар немесе атмосфераның ерекше химиялық құрамы жатады. «Жұлдызды желкен» жобасы Альфа Центавра жүйесіне экзопланеталарды тікелей бақылау үшін шағын зондтар жіберуді жоспарлап отыр. Әзірге бірде-бір техносигнатура расталмағанымен, SETI сияқты бағдарламалар аясында іздеу жалғасуда.
- Кейбір экзопланеталардың сақиналары немесе серіктері болуы мүмкін, алайда оларды анықтау қазіргі технологиялар үшін аса күрделі міндет болып отыр. Кеплер-1625b планетасының Нептун көлеміндей серігі болуы ықтимал, бұл оны белгілі ең ірі экзоспутникке айналдырар еді. J1407b экзопланетасының айналасындағы сақиналар жұлдыздың күрделі тұтылу үлгісі арқылы транзиттік әдіспен анықталған. Экзопланеталардың серіктерін табу ерекше маңызды, себебі планетаның өзі тіршілікке қолайсыз болса да, оның серігі өмірге қолайлы жағдайға ие болуы мүмкін.
Бұл таңғаларлық деректер экзопланеталардың шексіз әлемін толық ашып көрсетпегенімен, адамзаттың Ғаламдағы орны туралы түсінігімізді үздіксіз өзгертіп келеді. Осы саладағы әсерлі жаңалықтар Жердің ғарыштағы өмірдің жалғыз мүмкін бесігі емес екенін еске салады. Сіз бұл ғылымның қаншалықты жылдам дамып жатқанын біле бермеуіңіз мүмкін, себебі астрономдар әр апта сайын кеше ғана қиял болып көрінген жаңа әлемдерді ашуда. Экзопланеталарды іздеу біздің заманымыздың ең шабыттандыратын ғылыми бағыттарының бірі болып қала беріп, шексіз ғарыш құпиясының алдында адамзаттың білуге құштарлығы мен танымға ұмтылысы ажырамас қасиет екенін дәлелдейді.
