У этого термина существуют и другие значения, см. Планета (значения).
Объекты размером с планету и их сравнение: Верхний ряд: Уран и Нептун; нижний ряд: Земля, белый карлик Сириус B, Венера.
(увеличенная репродукция нижней части верхнего изображения): Марс и Меркурий; ниже: Луна, карликовые планеты Плутон и Хаумеа.
Планета (греч. πλανήτης, альтернативная форма др.-греч. πλάνης — «странник») — это небесное тело, вращающееся по орбите вокруг звезды или её остатков, достаточно массивное, чтобы стать округлым под действием собственной гравитации, но недостаточно массивное для начала термоядерной реакции, и сумевшее очистить окрестности своей орбиты от планетезималей[a][1][2].
Термин «планета» — древний и имеет связи с историей, наукой, мифологией и религией. Во многих ранних культурах планеты рассматривались как носители божественного начала или, по крайней мере, статуса божественных эмиссаров. По мере того, как научные знания развивались, человеческое восприятие планет изменилось в немалой степени и благодаря открытию новых объектов и обнаружению различий между ними. В 2006 году Международный астрономический союз в своём решении дал новое определение планеты, что вызвало как одобрение, так и критику со стороны учёного сообщества, продолжаемую некоторыми учёными до сих пор.
В понимании учёных птолемеевской эпохи планеты вращались вокруг Земли по идеально круглым орбитам. Несмотря на то, что идея обратного — что на самом деле Земля подобно другим планетам вращается вокруг Солнца — выдвигалась не один раз, лишь в XVII столетии она была обоснована результатами наблюдений, с помощью первых построенных человеком телескопов, сделанных Галилео Галилеем. Благодаря тщательному анализу данных Иоганн Кеплер обнаружил, что орбиты планет не круглые, а эллиптические. Поскольку инструменты наблюдений улучшались, астрономы установили, что, как и Земля, планеты вращаются вокруг наклонённой к плоскости эклиптики оси и обладают такими особенностями, свойственными Земле, как полярные шапки из льда и смена сезонов. С рассветом космической эры близкие наблюдения позволили обнаружить и на других планетах Солнечной системы вулканическую деятельность, тектонические процессы, ураганы и даже присутствие воды.
Планеты можно поделить на два основных класса: большие, имеющие невысокую плотность планеты-гиганты, и менее крупные землеподобные планеты, имеющие твёрдую поверхность. Согласно определению Международного астрономического союза, в Солнечной системе 8 планет. В порядке удаления от Солнца — четыре землеподобных: Меркурий, Венера, Земля, Марс, затем четыре планеты-гиганта: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. В Солнечной системе также есть по крайней мере 5 карликовых планет: Плутон (до 2006 года считавшийся девятой планетой), Макемаке, Хаумеа, Эрида и Церера. За исключением Меркурия и Венеры, вокруг всех планет обращается хотя бы по одному спутнику.
Начиная с 1992 года, с открытием сотен планет вокруг других звёзд, названных экзопланетами, учёные начали понимать, что планеты можно обнаружить в Галактике везде и многие их характеристики схожи с аналогичными особенностями планет Солнечной системы. На начало декабря 2010 года известно уже 505 экзопланет, в пределах от планет-гигантов до планет земной группы[3].
Планетные системы Состав планетных систем
Основная статья: Экзопланета
Экзопланеты по годам открытия, на ноябрь 2010
Первое подтверждённое открытие экзопланеты на орбите вокруг звезды главной последовательности произошло 6 октября 1995 года, когда Мишель Мейор и Дидье Кьело из Женевского университета объявили об обнаружении планеты около 51 Пегаса. Из более чем 500 известных экзопланет, большинство обладают массой, сопоставимой или много раз большей, чем у Юпитера, хотя известны и менее крупные[4]. Наименьшие из открытых экзопланет до настоящего времени были обнаружены у остатка звезды, известного как пульсар, под обозначением PSR B1257+12[5]. Известна, по крайней мере, дюжина экзопланет между 10 и 20 земными массами[4], как, например, те, что вращаются вокруг Мю Жертвенника, 55 Рака и GJ 436[6]. Эти планеты иногда называют «нептуны», потому что по своей массе они близки к Нептуну (17 земных)[7]. Другая категория экзопланет называется «сверхземлями», возможно, землеподобные миры, более крупные, чем Земля, но меньшие, чем Уран или Нептун. На настоящий момент известно примерно 20 возможных сверхземель и в их числе: Глизе 876 d (примерно 6 масс Земли)[8], OGLE-2005-BLG-390Lb и MOA-2007-BLG-192Lb, холодные, ледяные миры, обнаруженные при помощи гравитационного микролинзирования[9][10], COROT-7b, с диаметром около 1,7 земных (что делает её самой маленькой известной сверземлёй из найденных), но с орбитальным расстоянием в 0,02 а. е., что, вероятно, означает наличие расплавленной поверхности с температурой около 1000—1500 °C[11], и пять из шести планет на орбите вокруг соседнего красного карлика Глизе 581. Экзопланета Глизе 581 d примерно в 7,7 раз массивнее Земли[12], тогда как Глизе 581 c массивнее Земли в 5 раз, и, как первоначально думали, мог быть первой землеподобной экзопланетой, расположенной в так называемой «обитаемой зоне» около звезды[13]. Однако, более детальные наблюдения позволили установить, что планета слишком близка к звезде, чтобы быть пригодной для жизни, и самая дальняя планета в системе, Глизе 581 d, хотя и много холоднее Земли, могла бы быть потенциально пригодной для жизни при наличии в атмосфере достаточного количества парниковых газов[14].
Сравнение размеров HR 8799 c (серый) с Юпитером. Большинство экзопланет, обнаруженных к настоящему времени, размером с Юпитер, или крупнее
До сих пор не до конца ясно, напоминают ли открытые экзопланеты газовые гиганты и планеты земной группы Солнечной системы, или же они не совсем похожи, и некоторые из них относятся к доселе теоретическим типам, как, например, аммиачные гиганты или углеродные планеты. В частности, множество недавно открытых экзопланет, известных как горячие юпитеры, обращаются экстремально близко к материнским звёздам, по почти круговым орбитам. Поэтому они получают значительно больше звёздной радиации, чем газовые гиганты в Солнечной системе, что ставит под вопрос, являются ли они одним и тем же типом планет. Существует также подкласс горячих юпитеров, называемый хтонические планеты, обращавшиеся на орбите вокруг материнских звёзд так близко, что звёздная радиация сдула их атмосферу. Несмотря на то, что немало горячих юпитеров находятся в процессе потери атмосферы, до сих пор подтверждённых хтонических планет обнаружено не было[15].
Более подробные данные наблюдений за экзопланетами требуют нового поколения инструментов, включая космические телескопы. В настоящее время COROT ищет экзопланеты на основании наблюдений за изменениями яркости у звёзд вызванного прохождениями экзопланет. Множество проектов в последнее время предполагают создание космических телескопов для поиска экзопланет, сопоставимых по размерам и массе с Землёй. Первый из них уже реализован NASA: Кеплер — первый телескоп созданный специализировано для этих целей. Пока не имеют точной даты реализации проекты Terrestrial Planet Finder, Space Interferometry Mission и НЦКИ (Франция) — PEGASE. New Worlds Mission может работать заодно с «Джеймсом Веббом». Однако программа финансирования многих из этих проектов пока не утверждена. В 2007 году был получен первый спектральный анализ экзопланет (HD 209458 b и HD 189733 b)[16][17]. Наличие достаточного количества землеподобных планет является важной составной частью уравнения Дрейка, которое может позволить оценить число разумных коммуникативных цивилизаций, которые существуют в нашей галактике[18].