Астроном предсказал нахождение в поясе Койпера планет размером с Марс
Исследование, посвященное поиску свободно плавающих планет (FFP) размером с Марс, называемых планетами-изгоями, беззвездными или блуждающими планетами, провел ученый Амир Сирадж из Принстонского университета, 2 января сообщает сайт научно-технических новостей Phys.org со ссылкой на астрономический сайт Universe Today.
Такие планеты давным-давно могли быть захвачены гравитацией нашего Солнца. Их орбита во внешней солнечной системе находится примерно в 1400 астрономических единицах (а.е.) от Солнца (а.е. — среднее расстояние от Земли до Солнца, равное 150 млн км).
Самое дальнее из известных планетарных тел Солнечной системы — Плутон, вращающееся примерно в 39 а.е. от Солнца, и которое также является частью пояса Койпера, простирающегося, как полагают ученые, на расстояние до 1000 а.е. от Солнца.
Это исследование появилось на фоне того, что ученые в настоящее время считают возможным наличие миллиардов, если не триллионов, FFP в нашей галактике Млечный Путь, а недавно проведенное исследование использовало данные космического телескопа Джеймса Уэбба для выявления 540 потенциальных кандидатов на планеты-изгои размером с Юпитер.
Причем некоторые из них, предположительно, представляют собой пары красных планет, также называемых двойными планетами-изгоями. За этим последовало еще одно недавно представленное исследование, в котором также изучалось происхождение и эволюция таких двойных планет-изгоев.
В настоящее время ученые выдвигают гипотезу, что планеты-изгои формируются по двум сценариям: как часть собственной солнечной системы, но затем они каким-то образом выбрасываются в космос, во втором сценарии они формируются изолированно.
«Есть три интересные области астрофизики, о которых мы можем узнать, изучая свободно плавающие планеты, — говорит Амир Сирадж из Принстонского университета, единственный автор исследования. — Первая — это формирование планетных систем: свободно плавающие планеты якобы являются побочными продуктами процесса формирования планетных систем, поэтому их изучение может помочь пролить свет на то, как возникли планетные системы, подобные нашей.
Вторая — это обитаемость: количество свободно плавающих планет может значительно превосходить количество связанных планет, поэтому, если какая-либо часть из них имеет регионы с энергетическими запасами, которые могут поддерживать жидкую воду, свободно плавающие планеты могут в совокупности представлять собой важную часть обитаемой части Вселенной.
Третья — это динамические взаимодействия со звездами и планетными системами: поскольку свободно плавающие планеты не привязаны к какой-либо конкретной звезде, они бродят по галактике и могут иметь динамические взаимодействия со многими различными звездами и планетными системами».
Именно про эту третью область Сирадж рассказал Universe Today, что она стала как побудительным мотивом для исследования. Его заинтересовала вероятность того, что FFP, возможно, могли быть захвачены нашей Солнечной системой на протяжении примерно 4,5-миллиардной ее истории.
Исследование возможности захвата FFP во внешней Солнечной системе Сирадж проводил с помощью компьютерных моделей, учитывая при этом множество факторов, в том числе большую полуось орбиты планеты, ее эксцентриситет и время наблюдения FFP.
Результаты проведения примерно 100 000 000 симуляций показали возможность существования планетарного тела размером с Марс или Меркурия во внешней Солнечной системе на расстоянии примерно 1400 а.е. от Солнца. Однако астроном указывает, что, диапазон расстояния составляет от 600 до 3500 а.е.
«Поскольку эта планета является бывшей экзопланетой, ее детальное изучение позволит получить массу информации о том, как планеты формируются вокруг других звезд», — рассказал Сирадж Universe Today. — Тот факт, что это планета земной группы, означает, что ее поверхность, вероятно, каменистая, что очень интересно, потому что это означает, что, изучая ее поверхность, мы могли бы узнать о пригодности для жизни экзопланет земной группы в целом».
Результаты иследования автор представил в статье «Есть ли во внешней Солнечной системе планеты земной группы?», опубликованной в The Astrophysical Journal Letters (2023).
В нем Сирадж отметил, что в будущей работе следует провести более глубокое исследование того, как захватываются планеты-изгои, а также определить, где следует искать в небе планеты-изгои. Он также отмечает, что наиболее предпочтительным методом идентификации планет-изгоев на основе прошлых исследований стало микролинзирование.
