Сами по себе

Число бездомных планет в Галактике вдвое превысило число звезд

Бездомная планета глазами художника. Изображение NASA/JPL-Caltech

Жители Земли узнают о наступлении утра по восходу солнца, а о том, что пора ужинать, напоминает закат. Кажется, что смена дня и ночи - обязательный атрибут любой планеты, но это неверное представление. Во-первых, некоторые планеты всегда повернуты к своему светилу одной стороной, а во-вторых, во Вселенной есть объекты, которые по всем признакам являются планетами, но при этом они не обращаются вокруг какой-либо звезды.

До недавнего времени считалось, что подобные объекты - их иногда называют бездомными планетами или планетами-бродягами - это некая космическая экзотика, но недавние исследования показали, что планет "без прописки" во Вселенной может быть гораздо больше, чем предполагали ученые. Кроме того, некоторые работы указывают, что такие планеты вполне могут быть обитаемыми.

Откуда они берутся

На сегодняшний день большинство астрономов полагают, что звезды и их планеты формируются из единого газопылевого облака - под воздействием гравитации его частицы начинают слипаться вместе, образуя более крупные фрагменты, которые притягивают к себе все новые и новые куски материи. Постепенно из более или менее однородной массы начинают выделяться отдельные сгустки - в центре новообразованной системы располагается звезда, а вокруг нее обращаются планеты разного размера.

На словах процесс возникновения планетарных систем кажется стройным и упорядоченным, но в действительности их рождение, как и положено, проходит в муках. Молодые или даже еще не до конца оформившиеся планеты вращаются вокруг звезды по неустойчивым орбитам и постоянно сталкиваются друг с другом. В итоге многие зачатки планет разрушаются, а их фрагменты входят в состав более стойких сгустков газа или же скапливаются в астероидных поясах (в Солнечной системе их два - так называемый главный пояс астероидов и более размытый пояс Койпера). Кроме того, некоторые планеты в результате встреч с соседними объектами могут выбиваться из зоны притяжения звезды или же их могут "воровать" соседние светила, притягивающие слишком отдалившихся от звезды-хозяина "дочек".

Вырвавшиеся на свободу планеты (иногда вместе со своими лунами) путешествуют сквозь космическое пространство и иногда попадают в зону притяжения какой-либо звезды, лишаясь статуса бездомных. Обнаружить бродяг, так и не прибившихся к светилам, довольно сложно, потому что планеты практически не испускают излучения. Ученые разработали несколько методов, которые позволяют преодолеть эту сложность, однако большинство из них "работает" только для планет, обращающихся вокруг какой-либо звезды.

Совсем недавно астрономы научились непосредственно наблюдать внесолнечные планеты. Впервые фотографии двух таких планет были получены в 2008 году. Подробнее об этом можно прочитать здесь.

Чаще всего ученые ищут внесолнечные планеты, наблюдая за изменением яркости светила - когда планета проходит по его диску, она закрывает часть излучения. Кроме того, специалисты отслеживают колебания звезды, вызываемые гравитационным воздействием обращающихся вокруг нее планет. То есть, оба варианта рассматривают изменения, происходящие с легко детектируемым объектом - звездой, и уже по характеристикам этих изменений ученые делают вывод о существовании и особенностях невидимых им планет.

Но способ искать обездоленные планеты все-таки есть - он основан на эффекте, предсказанном в рамках общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна. Массивные объекты искривляют лучи света, идущие от далекой звезды, таким образом, что видимый блеск светила заметно возрастает. По продолжительности такого "оптического обмана" (на научном языке он называется эффект гравитационного микролинзирования звезд) астрономы определяют массу объекта, вызвавшего усиление блеска. Это не обязательно должна быть планета - искажать пути лучей света могут и черные дыры, и звезды и коричневые карлики (объекты, масса которых слегка не дотягивает до массы полноценного светила).

Критически важным моментом для поиска планет методом гравитационного микролинзирования является взаимное расположение удаленной звезды и изучаемого объекта - в среднем, в каждый отдельный момент времени в правильной комбинации с условным изучаемым объектом находится только одна из миллиона звезд центральной части Млечного Пути. Столь требовательный к начальным условиям метод не подходит для массового поиска экзопланет, поэтому чаще всего астрономы используют другие технологии планетарной "охоты".

Потерянное поколение

Тем не менее, некоторые специалисты прицельно занимаются гравитационным микролинзированием, и на днях большой международный коллектив астрономов представил результаты двухлетнего поиска внесолнечных планет этим способом. Результаты их работы опубликованы в одном из самых престижных научных журналов Nature.

Ученые в течение двух лет наблюдали 50 миллионов звезд в Млечном Пути при помощи 1,8-метрового телескопа MOA-II в новозеландской обсерватории Маунт Джон и 1,3-метрового телескопа Варшавского университета в обсерватории Лас-Кампанас в Чили. Исследователи зарегистрировали 474 случая увеличения блеска удаленных звезд, и 10 из них были достаточно слабыми для того, чтобы их причиной являлись не звезды или коричневые карлики, а планеты, масса которых сравнима с массой Юпитера.

За одну астрономическую единицу принимается среднее расстояние от Земли до Солнца, и оно составляет около 150 миллионов километров.

Исследователи "прочесали" пространство на расстоянии 10 астрономических единиц вокруг подозрительных объектов (для сравнения, расстояние от Солнца до Сатурна составляет около 9 астрономических единиц), но ни в одном случае им не удалось обнаружить звезд, вокруг которых могли бы обращаться обнаруженные бесхозные планеты. Теоретически, планеты-гиганты могут быть удалены от своей звезды на расстояние больше 10 астрономических единиц, однако наиболее общепринятые теории планетообразования предсказывают, что такое местоположение маловероятно.

Авторы провели статистическую обработку полученных данных для того, чтобы понять, сколько в действительности в Галактике бездомных планет, учитывая, что метод гравитационного микролинзирования в принципе позволяет найти только очень малую часть от существующих планет-бродяг. Ученые заключили, что количество "бездомных" планет может почти вдвое превысить количество звезд в Млечном Пути.

С полученной авторами оценкой согласны не все коллеги, однако критики работы признают, что изложенные в ней данные указывают на заметную недооценку количества планет-бродяг во Вселенной. При этом обездоленные планеты могут оказаться весьма интересными объектами - недавно два американских астрофизика представили работу, в которой предположили, что на бродягах в течение длительного времени (несколько миллиардов лет) может существовать жидкая вода. Источником тепла для бездомных планет может служить распад радиоактивных изотопов в недрах планет, и хотя их поверхность неизбежно покроется коркой льда, принципиальных ограничений для существования жизни в подледном океане нет.

Без звездного излучения на бездомных планетах вряд ли могут развиться сложные экосистемы, похожие на те, что сегодня существуют на Земле, но там вполне могут образоваться самые разные сообщества микроорганизмов, извлекающих энергию из окисления различных химических соединений в темноте. Так что не исключено, что бродяги еще смогут удивить астрономов.

Обсудить
Наука и техника
 — 
00:01 18 февраля 2017

Много чести

Кто кого заборет: викинг, рыцарь или самурай — обзор For Honor
Наука и техника
 — 
00:01 16 февраля 2017

Пенная вечеринка

Легендарная серия Half-Life обретает достойное продолжение: превью Prey
Закат Запада
В Мюнхене самые влиятельные политики мира похоронили старый мировой порядок
People watch as India's Polar Satellite Launch Vehicle rocket takes off from the Satish Dhawan space center in Sriharikota, 90 kilometers (56 miles) north of Chennai, India, Monday, April 20, 2009. India on Monday launched the all-weather satellite to enhance its capability to monitor its sea and land borders and natural disasters, an official said. (AP Photo) ** INDIA OUT **Гонки на небесных ладьях
Азиатские державы рвутся в космос
Рекс ТиллерсонНовые лица, старые проблемы
Сергей Лавров на саммите G20 впервые встретился с новым главой Госдепа
Оголтелое братство
Кто убил старшего брата северокорейского лидера Ким Чен Ына
Завтрак длиной в сто лет
Что ждет Россию и мир в XXII веке
Земля в разрезе (в представлении художника)Обратная задача
Математики решили главную проблему геофизики
Много чести
Кто кого заборет: викинг, рыцарь или самурай — обзор For Honor
Пенная вечеринка
Легендарная серия Half-Life обретает достойное продолжение: превью Prey
«Он был мертвым при жизни»
Каким знаменитости запомнили Курта Кобейна, которому сегодня исполнилось бы 50
Любовники у психоаналитика
«Логан», китайский беспредел и развенчание любви на Берлинском фестивале
Бенисио дель ТороБенефис дель Торо
Самому опасному пуэрториканцу Голливуда исполняется 50 лет
«Мы очень весело и интересно ссорились»
Иза Высоцкая о Владимире Высоцком
Замок КардиффаЗамки, регби, печенья
Как провести время в Уэльсе, чтобы запомнилось на всю жизнь
Четыре мачты парусов
Барку «Седов» в День всех влюбленных исполняется 96 лет
Страна оленья
Почему Якутия — главное направление для путешествий в этом году
Дубай-Марина. ОАЭ
© Олег Жуков / Фотобанк ЛориНа границе моря и пустыни
Почему в Дубай стремятся сотни тысяч россиян
10 культовых машин из Восточной Европы
Автомобили из соцстран, которые знали даже в США
«Гелик» G65 против мотоцикла Ural
Путешествие американцев на Mercedes-AMG G65 и «Урале» с коляской
7 неожиданно красивых «китайцев»
Кроссоверы из Поднебесной, которые вам точно захочется купить
7 малоизвестных ландо Mercedes
Машины с кузовом «ландо», которые выглядят лучше, чем Maybach G650 Landaulet
Дворянское гнездо
Один из самых шикарных в мире домов нашли в диком лесу
Поставили баком
Англичане сделали идеальный дом из резервуара для воды
Под гербом золотым
Экскурсия по самому дорогому съемному коттеджу России
Купить по-русски
На приобретение загородных домов и участков остался месяц