|
Бездомных планет во Вселенной больше, чем обычных
|
|
|
|
Планеты для нас — газовые гиганты или твердые миры, вращающиеся на орбите родительской звезды. И покуда уходят звезды, Млечный Путь усеян сотнями миллиардов таких планет, включая и нашу собственную, единственную и пока неповторимую Землю. И у каждой планеты, в принципе, собственная и тоже уникальная история рождения и жизни. Некоторые из них массивные и яркие, другие маленькие и тусклые; некоторые родились пару миллионов лет назад, другие могут потягаться возрастом с самой Вселенной. Но есть одна общая черта, которой мы наделяем все эти планеты: солнечная система. Как показала миссия Кеплера и прочие поиски экзопланет, если хочешь найти планеты — просто ткни пальцем в звезду и огляди ее: вокруг нее ты найдешь на одну, а целую систему планет.
|
|
|
|
И все же — в дополнение к звездам и всем телам, которые вокруг них вращаются, — должно быть великое множество планет, не привязанных к центральной звезде вообще: планет-изгоев. Ученые считают, что это справедливо для любого места Вселенной, от небольших звездных скоплений и межзвездного пространства до ядер гигантских галактик. Насколько нам известно, в космосе беззвездных планет не меньше, чем самих звезд — а может, и больше. Из этого следует, что на каждую точку света, который вы видите, есть намного больше массивных точек, которые вы не видите, потому что они не испускают видимого света.
|
 |
|
Благодаря наблюдениям, мы обнаружили целый ряд возможных кандидатов в блуждающие планеты. «Кандидат» — это важное слово; мы не можем быть уверены, что эти планеты истинны, поскольку у нас нет хорошей техники подтверждения данного факта. Даже с нашим лучшим современным оборудованием их так сложно обнаружить, что мы должны подразумевать наличие гораздо большего числа миров, чем мы уже нашли. Но мы кое-что уже нашли и можем делать выводы. Откуда же берутся эти планеты-странники?
|
|
|
|
Один из убедительных источников всех этих планет находится рядом с нами, и мы им очень дорожим.
|
|
|
|
Мы знаем, как образуются солнечные системы: после того как гравитационный коллапс создает регион космоса, в котором зажигается синтез, вокруг центральной звезды собирается протопланетарный диск. Гравитационные пертурбации регулярно появляются в этом диске, привлекая больше и больше вещества из своего окружения, в то время как тепло новообразованной центральной звезды медленно выдувает самый легкий газ в межзвездную среду. Со временем гравитационные возмущения перерастают в астероиды, твердые планеты и газовые гиганты.
|
|
|
|
Но дело в том, что эти миры не только вращаются вокруг своей звезды, но и гравитационно стягивают друг друга. Со временем эти планеты мигрируют в наиболее стабильные конфигурации, которых могут достичь: самые массивные миры занимают свои самые стабильные места, часто жертвуя другими мирами поменьше. Что происходит с «проигравшими» в космической битве за планетарное преимущество? Они поглощаются в процессе слияния, падают на Солнце или выбрасываются из солнечной системы в межзвездное пространство.
|
|
|
|
Недавнее моделирование показало, что на каждую богатую планетами солнечной системы, вроде нашей собственной (с газовыми гигантами), будет выброшен как минимум один газовый гигант — в межзвездную среду, где будет обречен блуждать по галактике странствующей планетой-изгоем. При этом число твердых миров поменьше, выброшенных из системы, может достигать 5-10. Это, в принципе, и есть крупнейший источник планет-изгоев, и в нашей собственной галактике наверняка имеются сотни миллиардов таких.
|
|
|
|
Особо забавно то, что когда ученые проводят теоретические расчеты, выброшенных планет из юных солнечных систем оказывается в два раза меньше, чем ожидаемое число блуждающих планет. Откуда же тогда они берутся? Чтобы понять, откуда берется большинство беззвездных планет, нам нужно взглянуть пошире на одно время: не только когда образовалась наша Солнечная система, но и на скопление звезд (и звездных систем), которые образовались в одно время.
|
|
|
|
Звездные скопления образуются в процессе медленного коллапса холодного газа, по большей части водорода, и, как правило, берут начало в уже существующей галактике. Глубоко в коллапсирующих облаках образуются гравитационные нестабильности и первые, самые массивные нестабильности, притягивают все больше и больше материи. Когда достаточно материи собирается в небольшой области пространства и плотность с температурой в ядре становятся достаточно высокими, начинается ядерный синтез и образуются звезды.
|
|
|
|
Но рождается не одна звезда и звездная система, а множество их, поскольку каждое облако, которое коллапсирует с образованием новой звезды, содержит достаточно вещества, чтобы образовать много звезд. Вместе с этим происходит кое-что. Крупнейшая образованная звезда также самая горячая и самая голубая, то есть излучает самое ионизирующее, ультрафиолетовое излучение. И эта звезда начинает одну из самых активных гонок, чтобы занять свое место в космосе.
|
|
|
|
Если заглянуть в звездообразующую туманность, можно увидеть два процесса, протекающих одновременное:
|
|
|
|
Гравитация пытается стянуть материю в направлении этой юной, растущей гравитационной сверхплотности
|
|
Излучение выжигает нейтральный газ и выталкивает его обратно в межзвездную среду
|
|
|
|
Кто победит?
|
|
|
|
Ответ зависит от того, что считать победой. Самые большие гравитационные сверхплотности образуют самые большие, горячие и голубые звезды — но такие звезды чрезвычайно редкие. Сверхплотности поменьше (все еще большие) образуют другие звезды, но по мере уменьшения массы их становится все больше и больше. Именно поэтому, когда мы заглядываем глубоко в скопление юных звезд, легко увидеть самые яркие (голубые или другие) звезды, но их значительно превышают в числе желтые (и красные) звезды с массой поменьше.
|
|
|
|
Если бы не радиация, которую излучают юные звезды, эти тусклые, красные и желтые звезды продолжали бы расти, становились бы массивнее и ярче, разгорались бы сильнее. Звезды (в главной последовательности) бывают разных типов, от O-звезд (самые горячие, большие и голубые) до M-звезд (самые маленькие, холодные, красные и маломассивные). И хотя большинство звезд — ? — приходится на звезды M-класса, и меньше 1% всех звезд приходится на звезды O- или B-типа, общая масса двух последних типов звезд сопоставима с общей массой звезд M-типа. Нужно около 250 звезд M-класса, чтобы сравниться по массе с O-звездой.
|
|
|
|
Как оказалось, порядка 90% оригинального газа и пыли, которые были в этой звездообразующей туманности, выдувается в межзвездную среду и не идет в образование звезд. Самые массивные звезды образуются быстрее и начинают выдувать материал из туманности. Всего за пару миллионов лет материала остается все меньше, и новые звезды прекращают формироваться. Оставшийся газ с пылью полностью выгорают.
|
|
|
|
И теперь самое интересное. Не только звезды M-класса — с массой между 8% и 40% солнечной — представляют собой самый распространенный во Вселенной тип звезд. Есть много больше того, что могло быть звездами M-класса, если бы звезды с большой массой не выжгли лишний материал.
|
|
|
|
Другими словами, на каждую образовавшуюся звезду есть намного больше неудавшихся звезд, которые просто не набрали критическую массу: и таких звезд может быть от десятков до сотен тысяч на каждую образовавшуюся звезду.
|
|
|
|
Только представьте: наша собственная Солнечная система содержит сотни или даже тысячи объектов, которые потенциально удовлетворяют геофизическому определению планеты, но были астрономически исключены лишь в силу своей орбитальной позиции. А теперь представьте, что на каждую звезду вроде нашего Солнца приходятся сотни неудавшихся звезд, которые просто не набрали достаточно массы, чтобы запустить синтез в ядре. Это и есть бездомные планеты — или блуждающие планеты — которых намного больше, чем планет вроде нашей, вращающихся вокруг звезд. Планеты-сироты могут быть с атмосферой или без, и обнаружить их чрезвычайно трудно, особенно самые мелкие. Но вдумайтесь: на каждую планету вроде нашей в галактике может быть до 100 000 планет, которые не только не вращаются вокруг звезды сейчас, но и никогда не вращались. Найти их весьма сложно.
|
|
|
|
Так что, хоть у нас может быть несколько планет, выброшенных из юных солнечных систем, и даже горстка таких миров в галактике родом из Солнечной системы, подавляющее большинство всех планет в галактике никогда не держались за звезды. Планеты-изгои бороздят галактику, обреченные на вечное блуждание в темноте, и никогда не узнают тепла родительской звезды. Их потенциальные родители, возможно, даже и звездами никогда не стали. В галактике может быть квадриллион таких странствующих миров, которые мы еще даже открывать толком не начали.
|
|
|
|
http://hi-news.ru/space/bezdomnyx-planet-vo-vselennoj-bolshe-chem-obychnyx.html
|
