Как определяют размеры планет движущихся вокруг далеких звезд?

Question

Сегодня всё чаще можно у видеть собщения о том, что астрономы нашли планету около какой-либо звезды. Вот собщение от 11 сентября этого года:

Астрономы впервые обнаружили воду в атмосфере планеты K2-18b, вращающейся вокруг своей звезды в так называемой обитаемой зоне. Причем воды на планете много.

Обнаруженная на K2-18b вода в сочетании с благоприятной температурой означают, что на планете может быть жизнь.

Эта планета всего вдвое больше Земли, температура на ней - между 0 и 40 градусами Цельсия - позволяет воде оставаться в жидком состоянии.

Планета находится на расстоянии 111 световых лет от Земли в системе "красного карлика", расположенного в созвездии Льва.

111 световых лет это очень много. Сомнительно, что существуют телескопы, которые позволяют на таком расстоянии рассмотреть диск планеты.

Как определяют её размеры и химический состав на поверхности?

Answer 1

Да вобще диски никаких планет вне Солнечной системы невозможно рассмотреть.

Мало того, лишь очень малый процент известных экзопланет можно наблюдать напрямую, визуально различая их на небе вблизи своей звезды, при определённых методах наблюдения. А в основном, экзопланеты открываются, как говорят, на кончике пера, без непосредственного их наблюдения.

Для этого следят за движением звезд в пространстве, ведь каждая звезда летит в определённом направлении с определённой скоростью. И вот если наблюдаются изменения в направлении, характере движения звезды, значит рядом с ней что-то находится, ещё какая-то масса, которая вызывает эти отклонения, и по ним можно вычислить массу компаньона, параметры орбиты.

Кроме того, планеты при обращении вокруг звёзд, периодически проходя перед ними для нашего взора, немного закрывают их, затемня, отчего мы наблюдаем небольшое уменьшение блеска звезды. А зная размер звезды, можно вычислить, какая её часть была закрыта, а это и будет размер диска планеты.

По массе и размерам определяется плотность планеты, что в свою очередь даёт информацию о её структуре, предположительному составу. А изменения в спектре звезды при прохождении перед ней планеты, дают информацию боле конкретную о химическом составе атмосферы планеты, а также составе её поверхности.

Есть также взаимосвязь между химическим составом звезды, который уже известен, и химическим составом планет, которые образуются вблизи неё.

Температура вычисляется исходя из характеристик звезды и расстояния до планеты, и по блеску звезды, когда планета скрывается позади неё от нашего взора, в сравнении с блеском непосредственно перед этим.

Это основные методы при изучении экзопланет. Но есть и другие.