По информации NASA, число экзопланет, то есть планет, расположенных за пределами Солнечной системы, превысило 6000. Учет этих планет ведет Научный институт экзопланет NASA (NExScI), который базируется в IPAC Калифорнийского технологического института в Пасадене. В список включаются только те планеты, существование которых подтверждено наблюдениями. Кроме того, в настоящее время насчитывается более 8000 кандидатов, которые требуют дополнительной проверки.
Этот рубеж был достигнут примерно через 30 лет после того, как в 1995 году открыли первую экзопланету у звезды, схожей с Солнцем. За прошедшее время благодаря работе различных космических телескопов и международному сотрудничеству наши представления о планетах за пределами Солнечной системы существенно изменились, и мы обнаружили Вселенную планет, гораздо более разнообразную, чем предполагалось ранее: газовые гиганты, вращающиеся на очень близких орбитах вокруг своих звезд, каменистые миры, планеты-сироты, находящиеся на большом расстоянии от своих звезд, а также планеты с уникальными атмосферами или даже полностью состоящие из лавы.
В настоящее время задача заключается не просто в определении их количества, но и в их характеристике: необходимо выяснить, сколько существует планет, сопоставимых с Землей, исследовать их атмосферы и выявлять потенциальные признаки жизни. Космический телескоп Джеймс Уэбб уже провел анализ атмосферы более сотни экзопланет. Будущие миссии NASA также направлены на достижение этой цели: улучшение существующих технологий, повышение точности измерений и преодоление засветки от звезды, вокруг которой вращается планета, что усложняет наблюдение за менее яркими мирами.
Обнаружение большинства экзопланет осуществлялось с помощью непрямых методов, к которым относятся, например, метод транзитов, отслеживающий уменьшение яркости звезды при прохождении перед ней планеты, астрометрия, измеряющая незначительные изменения видимого положения звезды, и гравитационное микролинзирование. Прямая съемка экзопланет удалась менее чем в ста случаях, поскольку излучение звезды-хозяина практически всегда перекрывает свечение планеты. Однако всегда необходимо убедиться, что зафиксированные сигналы не вызваны другими факторами, такими как двойные звездные системы, инструментальные ошибки или собственная изменчивость звезды. Поэтому многие кандидаты остаются в статусе «ожидающих подтверждения» до получения дополнительных данных, которые часто собираются с разных телескопов.
Текущие миссии, например телескоп Джеймс Уэбб, изучают состав атмосфер планет и выявляют компоненты, которые могут свидетельствовать о наличии условий, подходящих для жизни. Тем не менее, для обнаружения экзопланет, схожих с Землей по размерам, температуре и составу атмосферы, необходимы технологии, позволяющие эффективно подавлять свет звезды, вокруг которой они вращаются, и снижать яркостной контраст.
Космический телескоп Нэнси Грейс Роман, запуск которого намечен на конец 2026 или начало 2027 года, будет оснащен коронографом Roman – демонстрационным инструментом, предназначенным для тестирования инновационных систем подавления света от звезд. Несмотря на то, что изначально он не сможет наблюдать планеты, схожие с Землей, вращающиеся вокруг звезд, подобных Солнцу, из-за технических трудностей, он станет платформой для проверки технологий, которые будут использоваться в будущем.
Концепция миссии Обсерватории обитаемых миров (Habitable Worlds Observatory) представляет собой еще один масштабный проект, цели которого заключаются в поиске планет, пригодных для существования жизни за пределами Солнечной системы. Эта миссия нацелена на значительное расширение технологических возможностей, включая совершенствование коронографов, применение инновационных материалов, передовую оптику и, возможно, международное сотрудничество в рамках будущих космических программ. Основная задача – выявление биосигнатур, то есть обнаружение молекул и химических элементов, которые могут свидетельствовать о наличии жизни.
Европейское космическое агентство (ESA) намерено активно участвовать в поиске экзопланет в ближайшие годы, благодаря двум специализированным миссиям: PLATO и ARIEL. Запуск миссии PLATO, намеченный на декабрь 2026 года с использованием ракеты Ariane 6, будет посвящен обнаружению каменистых планет, сопоставимых по размеру и температуре с Землей, и находящихся в зоне обитаемости вокруг своих звезд. Миссия ARIEL, запуск которой запланирован на 2029 год также с помощью ракеты Ariane 6, будет решать дополнительную задачу: не открытие новых планет, а их анализ, включая изучение атмосферы, химического состава, облаков и климатических процессов. Совместно PLATO и ARIEL усиливают позиции Европы в этой сфере и создают основу для сотрудничества с миссиями NASA, способствуя реализации глобальной стратегии изучения планет за пределами Солнечной системы.