Мне нравится по возможности обновлять свою ментальную модель Вселенной. Одна из вещей, которую я не так давно узнал о Вселенной, – это частота встречаемости “блуждающих” планет. Это планеты, которые не привязаны ни к одной звезде. Доминирующая в настоящее время теория состоит в том, что большинство этих планет-изгоев сформировались в звездных дисках точно так же, как связанные планеты, но затем в какой-то момент своей истории взаимодействовали с другим крупным телом и были выброшены за пределы своей звездной системы. На самом деле, большинство планет, формирующихся в звездной системе, могут иметь нестабильные орбиты, которые в краткосрочной космологической перспективе обрекают их либо на столкновение с другим небесным телом, либо на падение на родительскую звезду, либо на то, чтобы их выбросило за пределы системы. Остаются только планеты со стабильными орбитами, и, таким образом, в конечном итоге в системах останется относительно немного планет на стабильных орбитах.
Сколько планет-изгоев (также называемых FFP – свободно плавающими планетами) находится в Млечном Пути? Мы не знаем, и оценки сильно разнятся. Согласно последним оценкам, основанным на компьютерном моделировании, в Млечном Пути насчитывается по меньшей мере 50 миллиардов планет-изгоев. На самом деле это немного, поскольку звезд насчитывается от 100 до 400 миллиардов, то есть меньше, чем в расчете на одну звезду. Тем не менее, в бескрайних просторах межзвездного пространства блуждает множество планет-изгоев. Но другие оценки количества планет-изгоев намного выше. По самым высоким оценкам, это число в 100 000 раз превышает количество звезд. Это кажется невероятным. Но это говорит о том, что их число может быть намного больше, чем 50 миллиардов. Даже если в среднем в каждой звездной системе есть несколько планет-изгоев, это привело бы к появлению сотен миллиардов таких планет в нашей галактике. И мы должны включить все мертвые звезды, планеты которых все еще блуждают в межзвездном пространстве.
Кроме того, любая такая оценка должна включать параметр размера – сколько объектов размером больше или равно X. В приведенных выше оценках Плутон используется в качестве нижнего предела диапазона размеров. Однако, чем ниже вы опускаетесь, тем больше число.
Нам нужны некоторые данные наблюдений, чтобы дополнить теоретические расчеты. Если мы сможем провести исследование в поисках планет-изгоев, то количество таких миров, которые мы найдем, можно будет включить в наше моделирование, чтобы получить более точные оценки общего числа. Но как, возможно, вам интересно (если вы еще не знаете), мы можем найти холодную темную планету на огромных расстояниях межзвездного пространства? Прямо сейчас мы находим экзопланеты, используя несколько методов. Одним из методов является метод транзита – мы смотрим на падение светового потока от звезды, когда планета проходит перед ней. Другим методом является колебательный – мы ищем колебание на траектории звезды, которое указывает на то, что ее притягивает большая планета, вращающаяся вокруг нее по своей орбите. Мы также могли бы получить прямое изображение планеты, посмотрев на отраженный от нее свет и убрав блики от родительской звезды. Ни один из этих методов не сработает для планеты-изгоя.
Одним словом, решение заключается в микролинзировании. Эйнштейн снова приходит на помощь со своей общей теорией относительности. Когда какая-либо крупная масса проходит перед более удаленным источником света, например, звездой, гравитация этой массы искривляет свет от этой звезды (подобно гравитационной линзе). Мы можем наглядно наблюдать этот эффект, когда снимаем далекие галактики, которые находятся “позади” (относительно нашей перспективы) крупного гравитационного источника. Мы можем увидеть так называемый “крест Эйнштейна”, когда более удаленный источник света изгибается вокруг гравитационной линзы, создавая множество изображений, которые видят наши телескопы.
Эффект микролинзирования гораздо более тонкий и может быть вызван массой даже такой маленькой частицы, как планета-изгой. Однако для такого эффекта микролинзирования требуется, чтобы планета-изгой прошла прямо перед далекой звездой. Выравнивание должно быть очень точным, чтобы оно работало, и произойдет только один раз. Ничто не движется по орбите, поэтому это не будет повторяющимся событием. Поскольку по отдельности эти события настолько редки, чтобы обнаружить их, мы должны наблюдать за миллионами звезд одновременно и ждать, пока планета-изгой не пройдет прямо перед одной из них. Это именно то, чем мы сейчас занимаемся, и надеемся, что мы получим гораздо более точную оценку количества планет-изгоев.
Одно из таких исследований, OGLE survey, недавно принесло свои плоды: была обнаружена планета-изгой размером с Землю:
Вот почему современные исследователи в поисках событий гравитационного микролинзирования отслеживают сотни миллионов звезд в центре Млечного Пути, где вероятность микролинзирования наиболее высока. Исследование OGLE, проводимое астрономами Варшавского университета, проводит один из таких экспериментов. OGLE – один из крупнейших и продолжительных обзоров неба, он начал свою работу более 28 лет назад. В настоящее время астрономы OGLE используют 1,3-метровый телескоп Warsaw, расположенный в обсерватории Лас Кампанас, Чили. Каждую ясную ночь они направляют свой телескоп в центральные области Галактики и наблюдают за сотнями миллионов звезд, выискивая те из них, которые меняют свою яркость.
Самым последним открытием является FFP размером с Землю. Но настоящая цель этого исследования – оценить количество планет-изгоев в Млечном Пути. Я не могу дождаться, когда обновлю свою мысленную карту Вселенной, указав это число. Но помимо того, что я просто знаю этот факт, я также задаюсь вопросом, каков потенциал существования жизни на планетах-изгоях. Поначалу кажется, что вероятность этого довольно мала, поскольку они не находятся вблизи какой-либо звезды и поэтому там будет очень холодно, слишком холодно для органических реакций. Но это не значит, что шансы равны нулю. Во-первых, многие такие миры, особенно если они достаточно велики, будут обладать внутренним теплом (как Земля), которое может сохраняться в течение миллиардов лет, особенно если они подвержены радиоактивному распаду (как Земля). У газовых гигантов-изгоев может быть много внутреннего тепла и сильные магнитные поля. Я не знаю, насколько вероятно, что газовый гигант-изгой сохранил большую луну, но если это так, то эти спутники могли бы нагреваться своим гигантским родителем, и приливные силы могли бы поддерживать их достаточно теплыми.
Без сомнения, это были бы экзотические миры, окружающая среда которых была бы далека от Земной. Но жизнь, как кто-то сказал, находит выход. Нет ничего невероятного в том, что мы могли бы найти жизнь в мире-изгое, но я подозреваю, что в основном это была бы подземная жизнь, подобная бактериям, но кто знает.
