что называют блуждающей планетой
Блуждающие планеты в космосе (планеты-изгои)
Планета – в переводе с древнегреческого это “блуждающая звезда“. Почему именно “блуждающая звезда”? Потому что “настоящие” звезды всегда стоят на своих местах, а планеты перемещаются по небу. Так как древние греки не знали, что видят не только звезды, но и планеты, то такое поведение их изрядно удивляло. Отсюда и название.
Однако, нам, в отличие от древних греков, привычнее считать планеты Солнечной системы скорее “домашними”, чем “бродячими” жителями космоса. Ведь каждая планета двигается по точно очерченной орбите вокруг Солнца. Если поглядеть на соседние планетные системы и поведение экзопланет, то откроется та же картина – планеты вовсе не “блуждают”, а накрепко “привязаны” к своим звездам силами гравитации.
Почему планеты называют блуждающими
А существуют ли действительно блуждающие планеты, свободно двигающиеся в космосе и не имеющие круговой орбиты? Да, существуют, хотя называть их уместнее планетами-изгоями или даже планетами-сиротами. В конце концов, они ведь и взаправду лишены не только “собратьев” по планетной системе, но даже “своей” звезды не имеют!
Найти блуждающие планеты сложно – они достаточно малы в масштабах космоса и совсем не испускают света. И даже в таких условиях их нашли уже немало – сколько их может быть на самом деле, даже представить страшно!
Для блуждающих планет придумано множество терминов: межзвёздная планета, планета-бродяга (так в основном принято говорить за рубежом), планемо, свободнолетящая планета, бессолнечная планета, квазипланета или совсем просто – одиночная планета.
Подсчитано, что в нашей галактике Млечный Путь их число может достигать просто невероятного количества, многократно превышающее количество видимых звезд (до 100 000 раз, что дает примерное число в 100 миллиардов). Правда, в отличие от звезд, блуждающие планеты не так то просто отследить – ведь раз они не имеют “своей” звезды, то и свет от неё не отражают!
Для обнаружения этих бездомных планет, используется метод гравитационного микролинзирования, позволяющий оценить влияние массивного предмета, проходящего перед звездой и при этом, не имеющего собственного свечения.
Что представляет собой блуждающая планета?
Что представляет собой блуждающая планета? Это объект, имеющий массу, сопоставимую с массой планеты, шарообразную форму и являющийся по сути планетой, но не привязанный гравитационно ни к какой звезде, коричневому карлику и даже зачастую просто другой планете (при этом у неё могут быть спутники). Если планета находится в галактике, она обращается вокруг галактического ядра, в противном случае речь идёт о межгалактической планете, и планета вообще не обращается вокруг чего-либо.
Откуда берутся такие планеты? В принципе, напрашиваются два варианта:
Таким образом, первый вариант все же более подходит под наше определение. тем более, что субкоричневый карлик все же подразумевает размер в несколько масс Юпитера, т.е. очень большой объект. В то время как учёные, проанализировавшие более 2,6 тысячи наблюдений странствующих планет, выполненных с 2010 по 2015 год, пришли к выводу, что планеты-сироты, как правило, являются суперземлями – т.е. хоть и крупными небесными телами, однако более-менее сопоставимые размером с Землей, а не с Юпитером.
Может ли быть обитаемой блуждающая планета?
Когда мы говорим о блуждающей планете, то представляем себе… что-то типа громадного космического булыжника из камня и льда, навроде Цереры, только побольше размером. Однако, блуждающей планете вовсе не обязательно соответствовать этому портрету. Астрофизик Шон Рэймонд из лаборатории астрофизики Бордо во Франции предположил, что у некоторых из планет-изгнанников вполне может быть плотная атмосфера.
Конечно блуждающие планеты сами по себе выделяют слишком мало тепла и вдобавок совсем не нагреваются от внешних источников. Тем не менее, объекты размером с планету Юпитер, дрейфующие в межзвездном пространстве, могут поддерживать плотную атмосферу, которая сбережет поверхность такой планеты от замерзания. В этом поможет толстая водородная атмосфера, непрозрачная в инфракрасном диапазоне, которая будет препятствовать потере планетой тепла выделяемого недрами.
Несомненно, блуждающая планета представляет куда более серьезную опасность, чем какой-нибудь метеорит. С другой стороны, космос слишком велик, чтобы принимать возможность столкновения с блуждающей планетой всерьез
Было вычислено, что для объекта с массой Земли сильное давление водорода (не менее тысячи атмосфер), создало бы практически идеальный адиабатический процесс. Энергии распада радиоактивных изотопов было бы достаточно даже для поддерживания плюсовой температуры на поверхности, где по идее могла бы существовать даже жидкая вода. Предполагается, что подобные планеты могут иметь высокую геологическую активность в течение длительного времени, имея подводные вулканы и защищающее их от космической радиации сильное магнитное поле. Все это вполне может служить источником энергии для зарождения жизни.
Но и это ещё не все – подсчитано, что около 5% выброшенных из планетной системы планет размером с Землю, имеющих естественный спутник размером с Луну, сохранят свои спутники даже после того как станут “сиротками”. А достаточно большой спутник непременно стал бы источником дополнительного тепла, “раскачивая” ядро материнской планеты и служа источником приливного разогрева планеты.
Могла ли быть блуждающая планета в Солнечной системе?
Первый раз мифическую пятую планету Солнечной системы начали искать почти 300 лет назад, в связи с правилом Тициуса-Боде, но так ничего и не наши. Повторно к поискам пятой планеты (в наше время модно говорить не о пятой, а о девятой планете) приступили уже в наше время, когда после математического моделирования орбит планет Солнечной системы выяснилось, что при формировании системы, орбита Юпитера должна была находится гораздо ближе от Солнца, чем в наше время.
История о потерянной «пятой планете» и потерянной «девятой планете» – одно и то же. Просто «девятая планета» звучит загадочнее, чем пятая.
Переместиться ближе Юпитер мог бы только за счёт вытеснения малых тел за пределы системы, но это привело бы к столкновениям планет земной группы, или же “прыжком”, но… тогда бы он “вытолкнул” за пределы системы Уран или Нептун.
Оба эти варианта звучат неправдоподобно. Но если допустить, что в момент когда планеты Солнечной системы только сформировались, планет-газовых гигантов было не 4, а 5, то всё становится на свои места. Именно этот неизвестный газовый гигант и был вытеснен Юпитером так, что либо перешёл на очень удалённую орбиту, либо оказался за пределами Солнечной системы. Также сдвинулись и другие гиганты – Нептун, в частности, перекочевал от непосредственной близости к Юпитеру и Сатурну, за орбиту Урана, на самые задворки Солнечной системы.
Автором теории о пятой планете солнечной системы (2011 г) является астроном Дэвид Несворны, он же выполнил все расчеты. Сам автор утверждает, что шансов на то, что “потерянная” планета перешла на далекую орбиту вокруг Солнца практически нет и почти наверняка она навсегда покинула Солнечную систему, пополнив ряды космических странников – блуждающих планет или планет-изгнанников.
Блуждающие планеты могут рождаться без звезд
Ученые называют их свободно плавающими планетами — это массивные небесные странники, которые освободились от оков первоначальной солнечной системы. Или, возможно, нет. Последнее исследование показывает, что эти планеты-изгои, вполне вероятно, сформировались самостоятельно — и таких миллиарды.
На самом деле, ученые узнали о существовании свободно плавающих планет не так давно — эти планеты не вращаются на орбитах звезд.
В конце прошлого года астрономы обнаружили CFBDSIRJ2149, ближайшую свободно плавающую планету из известных нам. Она находится на расстоянии 100 световых лет и обладает массой от 4 до 7 юпитерианских. Свободная планета достаточно забавна: в видимом свете она отдает тусклым темно-красным цветом.
И она просто бесцельно плывет сквозь космос.
До сегодняшнего дня ученые предполагали, что эти планеты, которых, кстати, известно не так много, образовались в существующих планетарных системах. Просто случайно потеряли свой путь и отошли от родительской звезды (из-за массивного гравитационного события, например). Или потому, что материнская звезда просто погибла. Хотя мы, вроде, уже убедились в существовании миров и поблизости от почивших звезд.
Последние наблюдения за крошечными темными облаками под названием «глобулетты» показали, что свободно плавающие планеты способны рождаться самостоятельно. Вполне вероятно, скоро возникнет второй известный способ формирования планет, помимо теории аккреционного диска.
Об открытии сообщила группа астрономов из Швеции и Финляндии, наблюдающая за глобулеттами в туманности Розетка — массивном облаке пыли и газа в 4600 световых годах от нас. Эта туманность является домом для сотни «крошечных» (по космическим меркам) облаков, которые в диаметре не больше расстояние от Солнца до Нептуна. Глобулетты невероятно плотные — чуть менее плотные, чем 13 масс Юпитера. Очевидно, эти вкрапления газа и пыли способны родить планету.
Измерения показали, что глобулетты, содержащие плотные ядра, теоретически способны коллапсировать под собственным весом. В результате, рождается сами понимаете что.
Некоторые из этих облаков можно характеризовать как коричневые карлики — крупные небесных объекты, которые просто нечем поджечь, чтобы превратить в солнце. Кроме того, учитывая скорость перемещения глобулетт в туманности — около 80 000 км/ч, некоторые блуждающие планеты должны разбиваться.
«Мы думаем, эти маленькие круглые облачка образовались из высоких пыльных столбов газа, которые были образованы мощной радиацией юных звезд», — объясняет один из астрономов из Хельсинкского университета. — «Они разлетелись из центра туманности под давлением горячих звезд в ее центре».
Учитывая то, что в галактике могут быть миллионы туманностей, этот процесс может быть ответственным за миллионы, если не миллиарды, блуждающих планет. Астрономы считают, что в данный момент около 200 миллиардов никому не нужных планет проплывает по Млечному Пути.
Открытие «блуждающей планеты» земных размеров
Команда астрономов объявляет, что обнаружила странствующую планету земного или даже марсианского размера. Такой одинокий мир обнаружен впервые.
На сегодняшний день мы обнаружили более 4000 экзопланет. Есть все: большие, маленькие, скалистые, газовые, очень горячие миры и, наоборот, очень холодные объекты. Тем не менее все эти планеты (или почти) имеют по крайней мере одну общую черту: они вращаются вокруг звезды.
Однако во Вселенной есть и другие, более уединенные миры, не связанные ни с одной звездой. Их называют «блуждающими планетами».
Несколько лет назад польские астрономы из Варшавского университета предоставили первые доказательства существования подобных объектов в нашей галактике. Как правило, это довольно массивные объекты. Сегодня та же команда объявляет об обнаружении нового блуждающего мира, на этот раз земного размера. Это первое исследование, подробности которого опубликованы в » The Astrophysical Journal Letters «.
Эффект гравитационной микролинзы
Чтобы найти экзопланету, астрономы обычно полагаются на два метода. Первая, радиальная скорость, используется для определения гравитационного эффекта планеты на ее звезду. Второй, транзитный, позволяет нам обнаружить малейшее снижение светимости звезды, указывающее на прохождение планеты в нашем поле зрения. Эти два метода, как вы поняли, подразумевают наличие звезды.
Блуждающие планеты по определению одиноки, поэтому эти методы здесь бесполезны. Однако их можно заметить благодаря другому астрономическому явлению, называемому гравитационной микролинзой.
Общая теория относительности Эйнштейна подразумевает, что кривизна пространства-времени изменяется гравитационной силой, создаваемой массивными объектами.
Гравитационная линза возникает из-за присутствия очень массивного небесного тела (например, галактики), расположенного между наблюдателем (Землей) и удаленным источником света. Это очень массивное небесное тело имеет вокруг себя сильное гравитационное поле и отклоняет световые лучи от объекта на заднем плане, искажая и увеличивая изображения, которые наблюдатель получит в прямой видимости. Именно благодаря этому методу мы можем получить доступ к очень далеким и, следовательно, очень старым объектам.
Конкретно говоря, микролинза основана на том же принципе, но в меньшем масштабе. На этот раз речь идет о выравнивании двух звезд. В этом случае, когда планета близко расположена к звезде, которая находится дальше от нас, свет последней будет слегка усиливаться, когда она движется на уровне планеты. Благодаря этому эффекту «микролинзы» мы можем не только определить наличие планеты, но и оценить ее размеры.
Слабая гравитация странствующей планеты может отклонять и фокусировать свет далекой звезды, когда она проходит мимо нее. Предоставлено: Ян Сковрон / астрономическая обсерватория, Варшавский университет
Первый блуждающий объект размером с Землю
Кроме того, чтобы попытаться обнаружить эти одинокие миры, исследователи должны исследовать свет миллионов звезд в поисках этих небольших гравитационных эффектов. Во главе с командой Варшавского Университета исследование OGLE (OGLE, буквально Оптический Эксперимент по Гравитационному Линзированию) проводит один такой эксперимент. В рамках этой работы исследователи регулярно направляют один из телескопов обсерватории Лас-Кампанас в Чили в центральные районы галактики.
Недавно они заметили новый эффект микролинзы, самый слабый из когда-либо зафиксированных. Это свидетельствует о малом размере объекта. По их расчетам, этот блуждающий объект действительно был бы менее массивным, чем Земля, которая в мире планет остается небольшим калибром.
Немногочисленные блуждающие планеты, обнаруженные до сих пор, были обнаружены с помощью наземных телескопов. Однако, телескоп «Нэнси Грейс Роман» может вскоре все это изменить. Запущенный в 2025году, этот будущий инструмент будет иметь возможность обнаруживать эффекты микролинзирования с непревзойденной чувствительностью.
Эта будущая работа могла бы позволить нам тогда понять, почему и как эти миры оказались одинокими в своей истории. Астрономы подозревают, что эти планеты фактически образовались в протопланетных дисках вокруг звезд (как «обычные» планеты), прежде чем были выброшены из своих материнских систем, заплатив цену за гравитационное взаимодействие с другими объектами.
На блуждающих планетах-изгоях может быть жизнь
Фото из открытых источников
Ученые задались вопросом, если блуждающие планеты свободно перемещаются в космическом пространстве то, может ли на них существовать жизнь?
Астробиолог из Университета Флориды Манасви Лингам считает, что основываясь на обширных исследованиях, которые он провел за последние несколько лет, такое вполне возможно.
В исследовании, представленном летом 2021 года в журнале Discover, Лингам (вместе с гарвардским исследователем Ави Лебом) выдвинул гипотезу, что жизнь на планете-изгое может существовать в океанах под толстым слоем льда.
Холод межзвездного пространства был бы слишком сильным, чтобы океаны оставались полностью жидкими, но исследователи полагают, что любые предполагаемые биосферы были бы защищены от космического холода слоем льда. Кроме этого, ядро планеты нагревало бы планету изнутри. Подо льдом могли бы существовать океаны, которые могли бы поддерживать жизнь.
Ученый отметил, что на каждую обнаруженную звездную систему (с несколькими планетами земной группы) приходится примерно 30-40 планет-изгоев, путешествующих по холодным бескрайним просторам Вселенной. Поэтому ожидается, что ближайшая к Земле экзопланета может оказаться той самой планетой-изгоем.
Теперь ученые намерены выяснить, в каких экстремальных условиях могла бы существовать жизнь. В первую очередь будут изучены микробы, которым для жизни не нужен солнечный свет. В дальнейшем будут изучены планеты-изгои, которые могли бы оказаться в нашей Солнечной системе, и выяснить, получит ли на них биологическая жизнь свое развитие.
Астрономы впервые подтвердили существование блуждающей планеты
При помощи телескопа VLT (Very Large Telescope) Европейской южной обсерватории (ESO) и Канадско-Франко-Гавайского телескопа CFHT астрономы нашли небесное тело, которое с большой вероятностью является одинокой планетой, блуждающей в пространстве и не связанной ни с какой материнской звездой. На сегодняшний день этот объект остается наиболее интересной и самой близкой к Солнечной системе (на расстоянии около 100 световых лет) потенциальной «блуждающей планетой». Сравнительная близость к Солнцу и отсутствие яркой звезды рядом позволили исследователям в деталях изучить атмосферу небесного тела.
Блуждающими планетами называют объекты планетарных масс, которые странствуют в космосе, не будучи связанными с какой-либо звездой. Ранее уже находились возможные примеры таких тел, но так как их возраст был неизвестен, астрономы не могли сказать наверняка, являются они и в самом деле планетами или коричневыми карликами — недозвездами, масса которых недостаточна для того, чтобы в их недрах смогли запуститься ядерные реакции и началось термоядерное горение.
Но теперь астрономы обнаружили объект, получивший индекс CFBDSIR2149, который, скорее всего, входит в состав близлежащего потока молодых звезд — движущейся группы AB Золотой Рыбки (AB Doradus Moving Group). Движущаяся группа AB Золотой Рыбки является ближайшей к Солнцу группой звезд такого типа. Эти звезды перемещаются в пространстве совместно, и, возможно, образовались в одно и то же время. Именно связь нового объекта и движущейся группы стала для астрономов ключом к определению возраста объекта. Это первый изолированный объект планетарной массы, когда-либо идентифицированный в движущейся звездной группе, и именно его ассоциированность с группой делает его самым интересным из всех до сих пор найденных кандидатов в блуждающие планеты.
Считается, что блуждающие объекты, такие как CFBDSIR2149, формируются либо как обычные планеты, выброшенные из своих планетных систем, либо как одинокие тела, подобные самым маленьким звездам или коричневым карликам. В обоих случаях такие объекты крайне интересны — являются ли они планетами без материнских звезд или самыми маленькими представителями того семейства, к которому принадлежат и самые массивные звезды, и коричневые карлики.
Такие миры могут оказаться обычным явлением, возможно, столь же многочисленным, как и рядовые звезды. Если CFBSIR2149 не связан с движущейся группой AB Doradus, то строить предположения о его природе и свойствах сложнее. В этом случае объект, возможно, является маленьким коричневым карликом. Оба возможных сценария касаются важных проблем образования и эволюции планет и звезд.