Астрономы открыли самую большую группу бродячих планет

Бродячие планеты — трудноуловимые космические объекты, массы которых сравнимы с массами планет Солнечной системы, но которые не обращаются вокруг какой-то звезды, а свободно блуждают в пространстве. До сих пор таких планет было известно немного. Однако группа астрономов, используя данные, полученные несколькими телескопами Европейской Южной обсерватории (ESO) и другими инструментами, нашла в нашей Галактике по меньшей мере 70 новых бродячих планет. Об открытии сообщается в пресс-релизе ESO.

Открытие крупнейшей на сегодня группы бродячих планет — важный шаг к пониманию происхождения и свойств этих таинственных галактических странников. «Мы не знали, на сколько можно рассчитывать, и теперь мы в восторге, что нашли так много», — говорит астроном Нурия Мирэ-Ройг (Núria Miret-Roig) из Астрофизической лаборатории Бордо и Венского университета.

Получить изображения бродячих планет, расположенных далеко от звезд, которые могли бы их освещать, вообще-то невозможно. Однако Мирэ-Ройг и ее группа воспользовались тем, что за несколько миллионов лет, прошедших со времени их образования, эти планеты всё еще достаточно горячи, чтобы светиться. Это делает их доступными прямому обнаружению чувствительными камерами, установленными на больших телескопах. В близкой к Солнцу области звездообразования, расположенной в верхней части созвездиях Скорпиона и Змееносца, группа нашла по меньшей мере 70 новых бродячих планет с массами, сравнимыми с массой Юпитера.

Т очное число найденных группой бродячих планет установить трудно: наблюдения не позволяют исследователям измерять массы найденных объектов. Объекты с массами, более чем в 13 раз превышающими массу Юпитера, скорее всего, планетами не являются, так что их считать не надо. Однако, так как исследователи не располагали значениями масс, им пришлось полагаться на яркость планет, которая и обеспечила верхнюю границу числа наблюдавшихся бродячих планет. Яркость, в свою очередь, связана с возрастом планет: чем старше планета, тем дольше она остывала и снижала свой блеск. Если исследованный участок занят старыми объектами, то самые яркие объекты выборки, по всей вероятности, превышают по массе примерно 13 масс Юпитера, а если участок молодой, то самые яркие объекты имеют меньшую массу. Таким образом, выходит, что с учетом неопределенности возраста изученной области было обнаружено от 70 до 170 планет.

Чтобы найти столько бродячих планет, группа использовала данные, полученные на протяжении примерно 20 лет на многих наземных и космических телескопах. «Мы измерили микроскопические движения, цвета и светимости десятков миллионов источников на большом участке неба, — объясняет Мирэ-Ройг. — Эти измерения позволили нам надежно идентифицировать самые слабые объекты в этой области — бродячие планеты».

Группа пользовалась данными, полученными телескопами ESO в Чили: Очень Большим телескопом (VLT), Астрономическим обзорным телескопом видимого и инфракрасного диапазона (VISTA), Обзорным телескопом VLT (VST) и  2,2-метровым телескопом MPG/ESO, а также другими инструментами. «Подавляющее большинство наших данных получено в обсерваториях ESO, что сыграло решающую роль в успехе этого исследования. Большое поле зрения и уникальная чувствительность оказались ключевыми факторами, — говорит руководитель проекта Эрве Бюи (Hervé Bouy), астроном из Астрофизической лаборатории Бордо. — Мы использовали десятки тысяч широкоугольных снимков, полученных с инструментами ESO, соответствующих сотням часов наблюдений и буквально десяткам терабайт единиц информации».

Группа также воспользовалась данными, полученными космической обсерваторией Гайя Европейского Космического агентства. Результаты работы свидетельствуют о большом успехе сотрудничества наземных и космических телескопов в исследовании и понимании Вселенной.

Исследование показывает, что на деле, возможно, трудноуловимых одиноких планет существует гораздо больше, чем нам пока удалось обнаружить. «В Млечном Пути может оказаться несколько миллиардов свободно блуждающих гигантских планет, лишенных материнской звезды», — считает Бюи.

Изучая обнаруженные бродячие планеты, астрономы могут найти объяснение тому, как именно формируются эти таинственные объекты. Некоторые ученые считают, что планеты-странницы могут образовываться при сжатии газовых облаков, которые слишком малы, чтобы из них могла сконденсироваться звезда. А может быть, эти планеты были выброшены из родительской планетной системы. Но какой из механизмов более вероятен, пока остается неясным.

Ключ к разгадке тайны кочующих планет даст технический прогресс в астрономии. Группа надеется продолжить свои исследования более подробно со строящимся сейчас в чилийской пустыне Атакама Чрезвычайно Большим телескопом ESO (ELT), начало его эксплуатации намечено на конец этого десятилетия. «Эти объекты крайне слабые; с существующими инструментами мало что можно сделать для их изучения, — говорит Бюи. — Использование ELT будет иметь критическое значение для сбора более полной информации о большинстве найденных нами бродячих планет».

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.