Когда мы говорим о планетных системах, в нашем воображении возникает привычная картина: звезда в центре и планеты, вращающиеся вокруг неё. Солнечная система — классический пример. Солнце, как массивный термоядерный реактор, удерживает гравитацией восемь планет, множество спутников, астероидов и комет.
Но новое открытие международной группы астрономов, сделанное с помощью космического телескопа имени Джеймса Уэбба, ставит под сомнение это представление. Учёные обнаружили, что массивные планеты, не связанные гравитационно с какой-либо звездой, способны формировать собственные миниатюрные планетные системы.
Планеты-изгои: одиночки в космосе
Такие объекты называют планетами-изгоями или блуждающими планетами. Они не вращаются вокруг звезды и свободно дрейфуют в межзвёздном пространстве. Их масса составляет от пяти до десяти масс Юпитера — крупнейшей планеты Солнечной системы. Это делает их достаточно крупными, чтобы притягивать к себе пыль, газ и, возможно, даже формировать спутники.
Считается, что эти планеты могли образоваться двумя путями: либо как результат выброса из звёздной системы после гравитационного взаимодействия с другими телами, либо как самостоятельные объекты, возникшие из коллапса газового облака, подобно звёздам, но с недостаточной массой для запуска термоядерных реакций.
Пылевые диски без звёзд
Ключевым открытием стало обнаружение пылевых дисков вокруг шести из восьми исследуемых планет-изгоев. Такие диски — это газопылевые структуры, аналогичные тем, что окружают молодые звёзды. Именно в них формируются планеты: пыль слипается, образуя планетезимали — строительные блоки будущих миров.
Особенно важно, что в этих дисках были найдены силикатные зёрна, которые начали кристаллизоваться. Это первый шаг к образованию твёрдых тел. Ранее такие процессы наблюдались только вокруг звёзд и коричневых карликов. Теперь впервые они зафиксированы у объектов планетарной массы.
Авторы исследования подчёркивают, что это первое достоверное обнаружение силикатных зёрен вокруг свободно движущихся объектов с планетной массой. Это означает, что даже в отсутствие звезды возможно начало процессов, ведущих к формированию новых планет.
Что это значит для науки?
Это открытие ставит под сомнение устоявшееся мнение, что звезда — обязательный элемент для формирования планетной системы. Если даже одинокая планета может иметь диск, в котором зарождаются новые тела, значит, Вселенная гораздо разнообразнее, чем мы думали.
По словам доктора Белинды Дамиан из Университета Сент-Эндрюс, ведущего автора исследования, строительные блоки для формирования планет можно найти даже вокруг объектов немного крупнее Юпитера, которые дрейфуют в космосе в одиночку.
Исследователи предполагают, что такие планетные системы могут напоминать Солнечную, но быть уменьшены в десятки или сотни раз по массе и размеру. Вокруг массивной планеты могут вращаться более мелкие тела — спутники или даже полноценные планеты. Это открывает возможность существования «тёмных» систем, скрытых от наших телескопов из-за отсутствия яркой звезды.
Как удалось обнаружить эти объекты?
Планеты-изгои чрезвычайно тусклые. Они не излучают свет, как звёзды, и их трудно обнаружить. Однако телескоп Джеймса Уэбба, работающий в инфракрасном диапазоне, способен фиксировать тепло, исходящее от пылевых дисков. С августа по октябрь 2024 года учёные провели спектроскопические наблюдения восьми таких объектов, что позволило изучить их состав и окружение.
Спектры показали наличие горячей пыли, а также признаки роста и кристаллизации силикатных зёрен. Это свидетельствует о том, что в этих дисках происходят процессы, аналогичные тем, что наблюдаются в протопланетных дисках вокруг звёзд.
Почему это важно?
Это открытие расширяет границы космологии. Оно показывает, что планетные системы — не исключительная прерогатива звёзд. Формирование миров может происходить в самых неожиданных условиях. Это также означает, что во Вселенной может быть гораздо больше планетных систем, чем мы предполагали — просто они скрыты в темноте.
Кроме того, это открытие может повлиять на поиски внеземной жизни. Если планеты могут существовать и развиваться без звезды, то, возможно, и жизнь может зарождаться в таких системах — при наличии источников энергии, например, геотермальной активности.
Также это открытие важно для понимания эволюции планетных систем. Оно показывает, что процессы формирования планет могут быть универсальными и происходить в самых разных условиях, включая одиночные массивные планеты, не связанные с какой-либо звездой.
Заключение
Планеты без звёзд — это не просто космические странники. Они могут быть центрами собственных систем, формировать спутники и даже новые планеты. Это открытие меняет наше понимание устройства Вселенной и показывает, насколько она разнообразна и полна сюрпризов.
Возможно, однажды мы найдём такую систему — миниатюрную, тёмную, но живую. И тогда вопрос «что нужно для рождения мира?» получит совершенно новый ответ.