Смещенные двойные системы могут быть фабриками блуждающих планет
Большинство планет во Вселенной вращается вокруг звезды. Многие из них также являются частью системы, подобной нашей Солнечной системе. Но некоторые дрейфуют в космическом пространстве в одиночку. Их называют блуждающими планетами, или планетами-изгоями.
Планета становится блуждающей по нескольким причинам. При столкновении с другим телом, при гравитационных возмущениях, дестабилизирующих ее орбиту. А если она выброшена за пределы родной системы, то ее становится очень трудно найти, поскольку она не отражает свет звезд. Однако по мере совершенствования методов поиска мы обнаруживаем их все больше и больше. И, как оказалось, они встречаются гораздо чаще, чем предполагалось.
Согласно новому исследованию, проведенному под руководством Ченга Чена из Университета Лидса, наклоненные бинарные звездные системы, т.е. такие, в которых плоскость орбиты каждой звезды смещена относительно плоскости орбиты другой, являются идеальными кандидатами для потери планет. То есть для "создания" блуждающих планет.
Как планета становится блуждающей
В планетной системе, подобной нашей, с одной звездой, а не с бинарной парой, для того чтобы планета была выброшена из системы, она должна была бы претерпеть какое-то столкновение. Или, в крайнем случае, потребуется группа очень близких планет, которые в течение длительного времени будут нарушать орбиту этой планеты, пока она не будет выброшена из системы.
Даже в Солнечной системе планеты значительно смещаются по своим орбитам. Например, Земля и Луна образовались в результате столкновения с Землей планеты размером с Марс на заре ее существования.
Это означает, что блуждающие планеты могли возникнуть из систем, подобных нашей. Однако моделирование показывает, что число блуждающих планет, порожденных однозвездной системой, относительно невелико.
Поэтому команда под руководством Чена сосредоточила свое внимание на бинарных звездных системах. В частности, на несовпадающих, с наклонными плоскостями орбит. Они провели компьютерное моделирование таких систем, в которых двоичные звезды обращаются друг вокруг друга либо по достаточно круговой траектории, либо по сильно эллиптической траектории. Затем они сравнили результаты этого моделирования с результатами моделирования систем с одной звездой.
Блуждающие планеты из наклонных бинарных систем
Результаты исследования показывают, что если в системах с одной звездой планеты должны располагаться очень близко друг к другу, чтобы нарушить орбиту планеты и заставить ее блуждать, то в бинарных системах они могут находиться на большом расстоянии друг от друга и при этом порождать блуждающие планеты.
Более того, сочетание гравитационных сил двух звезд и других планет может дестабилизировать орбиту некоторых из них. Как правило, самая большая планета в системе остается стабильной, но может нарушать орбиты меньших планет.
Моделирование, проведенное группой Чена, показывает, что если две звезды имеют круговую орбиту, то для рождения блуждающих планет достаточно присутствия даже одной планеты размером с Нептун. Если же орбита эллиптическая, то достаточно присутствия суперземли.
Большинство блуждающих планет, открытых к настоящему времени, были очень большими газообразными планетами. Если эта модель верна, то в Галактике дрейфует множество более мелких миров. Учитывая, как часто встречаются суперземли вокруг красных карликов, Млечный Путь может быть полон каменистых планет, не связанных со звездой. Наша задача — найти их.
С полным текстом исследования можно ознакомиться .