Как объекты, блуждающие в межзвездном пространстве, оказались сами по себе

Сейчас мы знаем около 5000 экзопланет. Если бы вы представили, каково было бы оказаться в одном из этих далеких миров или экзопланет, ваш мысленный образ, вероятно, включал бы главную звезду — или более одной, особенно если вы фанат «Звездных войн».

Но ученые сделали недавно обнаруженный что больше планеты Тогда мы думали, что он парит в космосе сам по себе, не освещенный дружелюбным звездным компаньоном. Это ледяные планеты, которые плавают на поверхности. Но как они оказались сами по себе и что они могут рассказать нам о том, как образовались эти планеты?

Поиск все большего количества экзопланет для изучения, как мы и ожидали, расширил наше понимание того, что такое планета. В частности, грань между планетами и «коричневыми карликами» —крутые звезды Он не может плавить водород, как другие звезды— Он становился все более размытым. Что определяет, является ли объект планетой или коричневым карликом, уже давно является предметом споров — это вопрос массы? Перестают ли тела быть планетами, если они подвергаются ядерному синтезу? Или форма тела важнее?

В то время как около половины звезд и коричневых карликов находятся изолированно, остальные в некоторых случаях звездные системы, мы обычно думаем о планетах как о вторичных телах на орбите вокруг звезды. Но в последнее время усовершенствования в технологии телескопов позволили нам увидеть в космосе изолированные, более мелкие и более холодные объекты, в том числе FFP — объекты с массой или температурой, слишком низкой, чтобы их можно было считать коричневыми карликами.

Чего мы до сих пор не знаем, так это того, как именно эти вещи были сформированы. Звезды и коричневые карлики образуются, когда область пыли и газа в космосе начинает падать сама на себя. Эта область становится более плотной, поэтому все больше и больше материала (из-за гравитации) падает на нее в процессе, называемом гравитационным коллапсом.

В конце концов этот газовый шар становится достаточно плотным и горячим, чтобы начать ядерный синтез: водород сгорает в случае звезд, дейтерий (разновидность водорода с дополнительной частицей, нейтроном в ядре) сгорает, чтобы коричневые карлики. Сшитое стекловолокно может образовываться таким же образом, но оно никогда не становится достаточно большим, чтобы начать плавление. Также возможно, что такая планета начала жизнь на орбите вокруг звезды, но в какой-то момент была выброшена в межзвездное пространство.

Как обнаружить блуждающую планету

Планеты-изгои трудно обнаружить, потому что они относительно малы и холодны. Его единственный источник внутреннего тепла — остаточная энергия от коллапса, приведшего к его образованию. Чем меньше планета, тем быстрее она излучает тепло.

Холодные объекты в космосе излучают меньше света, и свет, который они излучают, более красный. Звезда, подобная Солнцу, имеет пик излучения в видимом диапазоне; Вместо этого пик FFP находится в инфракрасном диапазоне. Поскольку их трудно увидеть напрямую, многие из этих планет были обнаружены с использованием непрямого метода «микрогравитационного линзирования», когда далекая звезда находится точно в правильном положении для своего света, который гравитационно искажен FFP.

Однако открытие планет с помощью одного уникального события имеет тот недостаток, что мы больше никогда не сможем наблюдать эту планету. Мы также не видим планету в контексте ее окружения, поэтому упускаем важную информацию.

Чтобы заметить FFP напрямую, лучшая стратегия — поймать их, когда они молоды. Это означает, что от его образования осталось достаточное количество тепла, так что он в лучшем виде. В последнем исследовании исследователи сделали именно это.

Команда объединила изображения с большого количества телескопов, чтобы найти самые тусклые объекты в группе молодых звезд в области, называемой топ скорпион. Они использовали данные крупных обзоров общего назначения вместе с более поздними наблюдениями для создания подробных визуальных и инфракрасных карт области неба, охватывающих 20-летний период. Затем они искали слабые объекты, движущиеся таким образом, что это указывало на то, что они являются членами созвездия (а не далекими фоновыми звездами).

Группа обнаружила от 70 до 170 FFP в верхней части Скорпиона, что сделало их выборку самой большой на сегодняшний день, хотя это число имеет большую неопределенность.

Отвергнутые планеты

Основываясь на нашем нынешнем понимании гравитационного коллапса, кажется, что в этой группе звезд слишком много FFP, чтобы все они сформировались таким образом. Авторы исследования пришли к выводу, что по крайней мере 10% из них должны были начать жизнь как часть звездной системы. Сформированный в диск пыли И пыль вокруг юной звезды, не сквозь нее гравитационный коллапс. Однако в какой-то момент планета может быть выброшена из-за взаимодействия с другими планетами. На самом деле, авторы предполагают, что эти «отвергнутые» планеты могут быть столь же распространены, как и планеты, которые с самого начала были одинокими.

Если вы паникуете из-за того, что Земля внезапно вращается глубоко в космосе, вам, вероятно, не о чем беспокоиться — эти события гораздо более вероятны в начале формирования планетной системы, когда множество планет борются за положение. Но это не невозможно — если есть что-то внешнее по отношению к устоявшейся планетарной системе, как еще одна звезда, чтобы отключить его, планета все еще может быть отделена от ее солнечного дома.

Хотя нам еще предстоит пройти долгий путь, чтобы полностью понять эти блуждающие планеты, такие исследования бесценны. Планеты могут быть повторно посещены для более подробных исследований по мере того, как станут доступными новые технологии телескопов, которые могут раскрыть больше о происхождении этих инопланетных миров.

Эта статья была переиздана с Беседа Под лицензией Creative Commons. Читать оригинальная статья.