Воображаемая жизнь (ЛП) - Трефил Джеймс

Планеты, выброшенные в межзвёздную среду, назывались по-разному: «миры-изгои», «тёмные планеты», «планеты-невидимки», «планеты степных волков» (названные так потому, что в воображении некоторых астрономов любая жизнь в этих странных местах обитания существовала бы как одинокий волк, бродящий по галактической степи), но чаще всего используется название «свободно плавающие планеты». Мы называем их мирами-сиротами. Несколько таких планет должны возникать всякий раз, когда вокруг зарождающейся звезды формируется планетная система. Фактически, их могут быть сотни или тысячи на каждую из планет в нашей галактике, вращающуюся вокруг звезды. Если это правда, то миры-сироты, безусловно, являются самым распространённым типом планет, существующим в природе.

Как мы уже видели в главе 11, проблема, с которой мы сталкиваемся, — это наблюдение за такими мирами-сиротами. Они не светятся видимым светом, как звёзды, и находятся так далеко от звёзд, что не отражают сколько-нибудь заметного звёздного света, как планеты в солнечных системах. До настоящего момента было обнаружено лишь несколько однозначно определённых миров-сирот, но тот факт, что несколько из них всё же были обнаружены, несмотря на огромную сложность их обнаружения, говорит о том, что они действительно представляют собой довольно обычное явление.

PSO J318.5-22: Большой свободно плавающий мир

Обсерватория Pan-STARRS на Гавайях, та же самая, что открыла Оумуамуа, обнаружила несколько миров-сирот. Одним из самых интересных является PSO J318.5-22. Строка цифр относится к его положению в небе — для краткости мы будем называть его PSO 22. Этот объект находится примерно в 80 световых годах от нас — достаточно близко, чтобы можно было установить некоторые из его особенностей.

Масса PSO 22 примерно в 6,5 раза больше массы Юпитера. Поскольку для запуска ядерных реакций, создающих звезду, требуется масса, превышающая массу Юпитера в 15-20 раз, PSO 22 иногда называют субзвёздным объектом. Количество излучаемой им инфракрасной энергии указывает на то, что его температура составляет около 1800°F (900°C), что значительно выше температуры Юпитера, но значительно ниже диапазона, характерного для малых звёзд.

Одна из особенностей PSO 22, которая делает его таким интересным, заключается в том, что можно получить кое-какую информацию о его составе. В частности, в его атмосфере был обнаружен метан, а также пара щелочных элементов — натрий и калий. Таким образом, по составу мир может быть похож на Уран и Нептун.

Ещё одна интересная особенность PSO 22 обусловлена тем фактом, что его масса значительно больше, чем у Юпитера. Когда он был выброшен из планетной системы, где родился, он, скорее всего, забрал с собой большое количество местного мусора благодаря своей сильной гравитации. Эти обломки должны представлять собой материал, из которого формировались местные планеты, а также материал типа кометного и астероидного. Он также мог бы унести все луны, которые образовались вокруг него. Таким образом, PSO 22 является хорошим кандидатом в миры-сироты с собственной луной или лунами на его орбите.

CFBDSIR214947.2-040308.9: Планета-сирота, связанная со звёздным скоплением

Многие звёзды образуются внутри так называемых звёздных «яслей» — облаков, достаточно больших, чтобы породить звёзды в количестве от тысяч до миллионов. CFBDSIR214947.2-040308.9, которую мы будем сокращённо называть C9, представляет собой планету, которая сформировалась в окрестностях члена таких «яслей», а затем была выброшена в межзвёздное пространство. Она была обнаружена с помощью прибора, разработанного специально для поиска объектов, испускающих инфракрасное излучение, на больших участках неба.

C9 — очень молодой объект, возраст которого составляет всего от 20 до 200 миллионов лет. Он связан со скоплением звёзд, известным как AB Золотой Рыбы, примерно в 65 световых годах от Земли. Все звёзды в этом скоплении движутся в одном и том же общем направлении и поэтому, как полагают, сформировались все вместе примерно в одно и то же время. C9 движется вместе с группой AB Золотой Рыбы, что даёт нам очень веские доказательства в пользу того, что миры-сироты выбрасываются из планетных систем, когда эти системы только формируются. Это не говорит о том, что миры-сироты не могут быть выброшены в другие моменты истории планетной системы, но с учётом нашего понимания процессов формирования планет и эволюции ясно, что наиболее вероятным сценарием является выброс миров-сирот в эпоху формирования планет.

WISE J085510.83-071442.5: Свободно плавающий мир-изгой

Если C9 — это мир-сирота, который образовался в звёздном скоплении и всё ещё движется вместе с этим скоплением, то существуют и другие миры-сироты, которые не имеют явной связи ни с какими звёздными скоплениями. WISE J085510.83-071442.5, который мы будем сокращенно называть WISE-5, является прекрасным примером миров такого рода. WISE-5 был обнаружен с помощью телескопа НАСА WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer — Широкоугольный инфракрасный обзорный исследователь), который исследует большие участки неба в поисках слабых источников инфракрасного излучения.

Масса WISE-5 несколько неясна, но, вероятно, превышает массу Юпитера в 3-10 раз. Его температура низкая — возможно, до -70°F (-50°C). Возраст WISE-5 совершенно непонятен, но составляет не менее 1 миллиарда и меньше 10 миллиардов лет.

Расстояние от Земли до этого мира-сироты оценивается примерно в 7 световых лет. Для сравнения, ближайшие к нашей Солнечной системе звёзды находятся на расстоянии около 4 световых лет. Таким образом, WISE-5 станет отличным кандидатом для дальнейших наблюдений с помощью телескопов следующего поколения — таких, как TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) и космический телескоп «Джеймс Уэбб» (см. главу 17). Вероятно, он находится достаточно близко к нашей солнечной системе, чтобы мы могли искать признаки наличия жизни.

Молодые обособленные объекты планетарной массы в звёздном скоплении Сигмы Ориона

В звёздном скоплении Сигма Ориона была обнаружена совокупность очень молодых, но обособленных планет. Эти миры-сироты обладают массой в пределах от 5 до 15 масс Юпитера, поэтому они слишком малы, чтобы запустить ядерный синтез и тем самым превратиться в звёзды. Однако температура их поверхности колеблется от 2800° до 3600°F (от 1400° до 1900°C), что гораздо выше, чем у планет-гигантов в нашей Солнечной системе. Эти миры-сироты представляют собой новый тип гигантских планет.

Звёздное скопление Сигма Ориона находится примерно в 1200 световых годах от Земли и отличается своей молодостью — ему всего от 1 до 5 миллионов лет. Считается, что формирование планет-гигантов в таких Солнечных системах, как наша, происходит в течение отрезков времени продолжительностью от 1 до 10 миллионов лет, поэтому данные миры-сироты, должно быть, были выброшены из своих родных систем на самом пике процесса формирования планет. Это подтверждает утверждение о том, что процесс формирования планет протекает весьма жёстко.

Как мы упоминали выше, благодаря своей большой массе подобные миры смогли бы унести изрядное количество материала туманности, из которой формировались планеты. Таким образом, у этих сбежавших планет могли бы быть собственные вращающиеся облака газа и пыли, из которых могли бы сформироваться луны. Такие системы лун могли бы оставаться пригодными для жизни до тех пор, пока приливные взаимодействия поддерживали бы их источники тепла, а это время могло бы растянуться на миллиарды лет.

MOA-2011-BLG-262Lb: Мир-сирота с небольшой луной на орбите

При использовании гравитационного линзирования (см. главу 11) была обнаружена система планет-сирот из двух объектов, среди которых более крупная планета представляет собой газовый гигант, а другая — луну, обращающуюся вокруг него. Эта система известна как MOA-2011-BLG-262Lb, которую мы будем сокращённо называть MOA-b. Считается, что масса газового гиганта примерно в четыре раза превышает массу Юпитера, а луна должна быть меньше Земли. Помимо этого, о системе MOA-b известно не так много. Её значение в данном случае заключается в том, что, если эти наблюдения точны, данная система является доказательством того, что у планет-сирот могут быть собственные луны. Если учесть сложность использования гравитационного линзирования для обнаружения планет, факт находки системы «планета плюс луна» говорит о том, что их, ожидающих своего открытия, ещё очень много.