Долгое время планеты-изгои считались редкими и таинственными странниками, которые по воле случая покинули свои материнские системы и обречены на вечное скитание в межзвездной пустоте. Однако современные научные модели рисуют иную картину: такие свободно парящие планеты встречаются в космосе довольно часто — в 19 раз чаще, чем миры, расположенные за снежной линией своих систем.
Новое исследование Сяочэня Чжэна из Пекинского планетария (Китай), опубликованное на сервере препринтов arXiv, предлагает объяснение этому феномену: планеты-изгои рождаются на ранних этапах жизни звездных систем.
Как появляются миры-странники
Ученые рассматривали две основные гипотезы: формирование одиноких планет из изолированных газовых облаков и хаотичное рассеяние внутри существующих систем. Вторая версия нашла убедительное подтверждение благодаря изучению динамики двойных звезд. Поскольку многие молодые светила имеют компаньонов, их гравитация может нарушить хрупкий баланс формирующейся планетной системы.
Через механизм, известный как эффект фон Цайпеля — Лидова — Козаи, удаленная звезда-соседка начинает постепенно деформировать орбиту далекой «холодной» планеты. В течение миллионов лет эта орбита вытягивается в узкий овал, пока в один момент планета-странник не вторгается в густонаселенную внутреннюю часть системы, где обитают горячие юпитеры и суперземли.
Космические схватки
Когда орбиты пересекаются, начинается грандиозный обмен энергией. Исследователи обнаружили, что прямое столкновение необязательно — достаточно тесного сближения. В этой схватке гигантов горячие юпитеры оказываются самыми эффективными «вышибалами»: в 80 % случаев они придают внешней планете массой с Юпитер достаточную скорость, чтобы та навсегда разорвала связь со звездой.
Суперземли ведут себя скромнее в отношении гигантов, но успешно отправляют в межзвездное пространство своих собратьев аналогичной массы в 52 % случаев. Однако этот процесс не проходит бесследно и для «хозяев» системы: их орбиты часто остаются хаотично наклоненными и деформированными.
Расчеты авторов показывают, что около 8 % всех протопланетных дисков проходят через подобные титанические столкновения. В масштабах Вселенной это означает существование невообразимого количества планет-изгоев. Ученые возлагают большие надежды на будущие инструменты, такие как космический телескоп «Нэнси Грейс Роман», который сможет обнаружить тысячи новых свободно парящих миров.
На краю Солнечной системы может скрываться планета-изгой
Уникальную планету-изгоя с северными сияниями обнаружили астрономы
Миры из алмазов, лавы и льда: ученые обнародовали данные об экзопланетах, открытых за 30 лет
Читайте «Мою Планету» в MAX