Блуждают по Вселенной без звезд: ученые выяснили, откуда берутся планеты-бродяги

На просторах Вселенной в вечном полете пребывает очень много планет-изгоев или планет-бродяг, или свободно плавающих планет. Никто не знает их точное количество, но предполагается, что эти планеты, которые не связаны ни с какими звездами изначально были выброшены из своих звездных систем. Авторы нового исследования, опубликованного на сервере препринтов arXiv, попытались выяснить, как на самом деле возникли такие планеты и вот к чему они пришли. Об этом пишет Universe Today.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Планеты-изгои бродят по межзвездному пространству самостоятельно, оторванные от каких-либо связей со звездами или другими планетами. Это загадочные объекты, а потому их очень сложно обнаружить. На сегодняшний день известно только несколько сотен таких объектов, но предполагается, что их могут быть миллионы и даже триллионы.

Ученые предположили два способа формирования планет-бродяг:

• они могут формироваться, как и большинство планет, в протопланетных дисках вокруг молодых звезд;
• они могут формироваться так же, как это делают звезды из облаков газа и пыли.

Что касается планет, которое сформировались рядом со звездой, то ученые предположили, что существуют разные механизмы выброса этих объектов из звездных систем:

• они могут быть выброшены в результате взаимодействия со своими звездами в двойной звездной системе;
• они могут быть выброшены при пролете звезды или в результате взаимодействия между планетами.

Авторы исследования смоделировали планеты-изгои, возникающие в результате взаимодействия между планетами, и те, которые возникают в двойных звездных системах, где взаимодействие с их звездами выбрасывает их. Ученые пришли к выводу, что одиночные звезды не могут объяснить наличие большого количества свободно плавающих планет, поэтому все внимание было сосредоточено на двойных звездных системах.

Основой для моделирования стала двойная звезда TOI 1338, у которой есть планета BEBOP-1. Использование известной двойной системы с подтвержденной планетой обеспечило прочную основу для моделирования, которое охватывало период 10 млн лет.

При моделировании учитывалось несколько параметров: начальная масса протопланетного диска, дистанция между звездами и уровень турбулентности в диске. Эти параметры сильно влияют на формирующиеся планеты. Также ученые использовали общую массу двойной звездной системы, соотношение масс и орбиты звезд. Суммарная звездная масса TOI 1338 составляет примерно 1,3 массы Солнца, что соответствует средней массе двойных звездных систем — примерно 1,5 массы Солнца.

Ученые обнаружили, что двойные звездные системы эффективно производят планеты-бродяги. В моделировании каждая двойная система выбрасывала в среднем от двух до семи планет с массой более одной массы Земли. Для планет-гигантов с массой более 100 масс Земли количество выброшенных планет падало до 0,6 выброшенных планет на систему. Моделирование также показало, что большинство планет выбрасываются из протопланетных дисков в период от 0,4 до 4 млн лет после начала формирования. Ученые также обнаружили, что уровень турбулентности в протопланетном диске влияет на выброс планеты. Турбулентность также влияет на массу выброшенных планет.

Но авторы также признают недостатки моделирования и говорят, что нужно больше наблюдений, чтобы точно понять природу формирования планет-изгоев. Во время будущего исследования ученые хотят определить, существуют ли различия в химическом составе между свободно плавающими планетами. Это ограничило бы типы звезд, вокруг которых они формируются, и место их формирования в протопланетных дисках.

Как уже писал Фокус, в Китае создали ядерный реактор, который можно использовать для оснащения космических кораблей. Пока что это не полноценных ядерный двигатель, но китайские ученые после серии успешных тестов делают первые шаги к его созданию. С помощью такого двигателя астронавты смогут долететь до Марса за 3 месяца, вместо семи.