Большинство планет во Вселенной обращаются вокруг звезды. Многие из них также входят в системы, подобные нашей Солнечной системе. Некоторые же свободно дрейфуют в космическом пространстве. Их называют блуждающими планетами или планетами-изгоями.
Планета блуждает по несколько причин: столкновение с другим телом или гравитационные возмущения, нарушающие её орбиту. Если планету выбросили за пределы родной системы, найти ее сложно, так как она не отражает свет звезд. Но благодаря усовершенствованию методов поиска мы находим все больше и больше таких планет, что свидетельствует о том, что они встречаются чаще, чем считалось раньше.
Новое исследование под руководством Ченга Чена из Университета Лидса показало: наклоненные бинарные звездные системы — перспективные объекты для потери планет и образования блуждающих планет.
Как планета становится блуждающей
Для того чтобы планета в системе с одной звездой покинула её, ей понадобится столкновение с другим объектом. Либо группа очень близко расположенных планет должна долгое время нарушать её орбиту.
В Солнечной системе планеты заметно отклоняются от своих орбит. Например, Земля и Луна возникли вследствие столкновения с планетой размером с Марс на ранних этапах существования Земли.
Это означает, что свободно перемещающиеся планеты могли появиться в системах, аналогичных нашей. Но модели показывают, что количество таких планет, образованных в одной звездной системе, сравнительно мало.
Команда под руководством Чена сосредоточилась на бинарных звездных системах, в частности на несовпадающих с наклонными плоскостями орбит. Провели компьютерное моделирование таких систем, где двоичные звезды обращаются друг вокруг друга либо по достаточно круговой траектории, либо по сильно эллиптической. Затем сравнили результаты этого моделирования с результатами моделирования систем с одной звездой.
Дрейфующие планеты в двойных звёздных системах с наклоненными орбитами.
Исследование демонстрирует: для нарушения орбиты планеты в однозвездочных системах требуется расположение планет очень близко, в то время как в бинарных системах расстояние между планетами может быть большим, но все равно способствовать появлению блуждающих планет.
Сочетание гравитационных сил двух звезд и других планет способно дестабилизировать орбиты некоторых тел. Самая крупная планета системы как правило остается устойчивой, но может влиять на орбиты более мелких планет.
Исследования группы Чена демонстрируют: при круговой орбите двух звезд возникновение блуждающих планет возможно при наличии планеты размером с Нептун. При эллиптической орбите для этого требуется суперземля.
Открытые блуждающие планеты преимущественно крупные газовые гиганты. Если эта модель верна, то в Галактике множество более мелких миров. Частое встречание суперземли вокруг красных карликов говорит о том, что Млечный Путь может быть полон каменистых планет, не связанных со звездой. Наша задача — их найти.
Полный текст исследования доступен для ознакомления. .