Млечный Путь: 50 миллиардов планет без своих звезд?

Такую картину предполагает компьютерная модель, которая позволяет предположить, что около четверти звезд в открытом звездном скоплении теряют по меньшей мере одну планету в результате столкновений и ближних проходов других звезд.

/Планета без родительской звезды - такие несвязанные планеты могут встречаться значительно чаще, чем предполагали астрономы. © NASA/JPL-Caltech/

Большинство из уже открытых ранее и известных планет являются частью планетных систем. Они вращаются вокруг одной или нескольких звезд и связаны ее гравитацией. Но кроме таких «нормальных» планет существуют и странники - несвязанные автономные планеты, которые перемещаются в пространстве без родительской звезды. Очередной представитель таких планет-одиночек был обнаружен астрономами на расстоянии около 100 световых лет от нас. Планета-странник с неудобочитаемым названием CFBDSIR2149 имеет массу, в четыре-семь раз превышающую массу Юпитера, а изначально она могла бы происходить из звездного скопления AB Золотой Рыбы.

Толкотня в звездном скоплении

Но откуда берутся такие планеты-одиночки - и сколько их в нашей галактике? «Молодые звездные скопления могут играть важную роль в возникновении свободно плавающих экзопланет», - говорят Арьен ван Элтерен из Лейденского университета и его коллеги. Большинство звезд и планетных систем рождаются именно в таких звездных скоплениях, то есть, следовательно, в среде, где столкновения и близкие проходы соседних звезд могут вызывать разрушительные гравитационные эффекты.

Чтобы выяснить, насколько часто могут происходить такие события, ван Элтерен и его команда смоделировали судьбу планет в типичном открытом звездном скоплении, находящемся на расстоянии около 1300 световых лет от скопления Трапеции в туманности Ориона. В своей модели они наделили 500 из 1500 звезд в этом скоплении планетами - в количестве от одной до шести планет. А затем они отследили (на модели) развитие этих 2522 планет в течение одиннадцати миллиардов лет истории скопления.

Практически ни одна планета не развивается без помех

Результат оказался таковым: ни одна планета практически не избегает воздействия различных помех в своем развитии. Столкновения с другими планетами и негативное влияние близлежащих звезд вызывали гравитационную турбулентность, которая изменяла орбиты планет. «Большинство планет - около 70 процентов - испытали изменения своих орбит до пяти процентов», - считают астрономы. - «Еще десять процентов планет получили выраженную эксцентричную орбиту. А 75 планет - три процента - столкнулись со своей родительской звездой».

Но вот что интересно: Как показало моделирование, 357 из 2522 планет - 16,7% - были полностью выброшены из своей системы и превратились в странствующие планеты-одиночки. Причем восемьдесят процентов этих автономных «космических туристов» не только потеряли свою материнскую звезду, но даже вылетели из родного звездного скопления. По мнению астрономов, вероятность того, что планету постигнет такая участь, никак не зависит от ее массы и от ее изначальной близости к звезде.

50 миллиардов планет-одиночек в Млечном Пути

Но как это выражается в конкретных цифрах? А точнее, как можно оценить количество таких планет-одиночек в нашей галактике? «Если бы каждая звезда соответствующего вида имела планетную систему, то на каждую из этих звезд могло бы припадать около 0,72 несвязанных планет», - отмечают ван Парант и его команда. Если исходить из того, что только у каждой третьей звезды основного ряда есть планеты, несвободных планет может быть приблизительно четверть от количества звезд в Млечном Пути. То есть при примерно 200 миллиардах звезд в нашем Млечном Пути, это будет около 50 миллиардов планет-одиночек, странствующих по нашей галактике.

По словам исследователей, наша собственная Солнечная система тоже могла испытывать некоторые трудности на раннем этапе своего существования. Например, орбиты некоторых комет в поясе Койпера предполагают, что около 70 000 лет назад рядом с нашей системой прошла чужая звезда, в результате чего со своих орбит были сброшены некоторые объекты внешней Солнечной системы. Более того, астрономы даже подозревают, что наше Солнце когда-то было частью бинарной системы, потерявшей одного из участников этой системы.