Блуждаещи планети от други системи може да са попаднали в капана на нашата Слънчева система

Астрономите наскоро откриха доказателства за странстващи планети в нашата Слънчева система чрез наблюдение с помощта на гравитационни микролещи. Сега те са „уловени“ от Слънцето, но някога са били гравитационно свързани с други звезди.

Неотдавнашното откриване на доказателства за тези свободно плаващи планети (FFP) с помощта на MOA-II и научната работа (достъпна в платформата arXiv) на различни изследователи, сред които Амир Сирадж, теоретичен астрофизик в Принстънския университет, предполагат, че планетите, изхвърлени от първоначалните си звездни системи, може да са хванати в капан в краищата на нашата собствена система.

Тази хипотеза, подкрепена от данните за гравитационно микросгъстяване и моделите за образуване на планети, повишава възможността наблизо да се намират древни екзопланети, което предоставя уникална възможност за изучаване на образуването на планети и търсене на извънземен живот.

Космическите скитници…

Проучване от месец март 2023 г. разкрива съществуването на потенциални блуждаещи планети (известни още като „планети сираци“), наричани още свободно плаващи планети (FFP, free-floating planets). Тези уникални небесни тела пътуват в пространството, като се носят свободно, без да са привързани към звезда-приемник.

Това откритие стана възможно благодарение на анализа на данните от гравитационното микролинзиране, събрани в рамките на проекта MOA-II между 2006 и 2014 г. Гравитационното микролинзиране е явление, при което светлината от далечна звезда се огъва и усилва от гравитацията на масивен обект, като например планета, разположена пред звездата и наблюдателния инструмент (в този случай Земята). Този метод позволява на астрономите да откриват планети с различна маса, включително планети с размери, подобни на тези на Земята, или дори по-малки от нея, които иначе биха били твърде далеч или твърде тъмни за директно откриване.

Мащабът на това откритие е изненадващ. Изследването показва, че броят на такива SPP е много по-голям, отколкото прогнозират настоящите астрономически модели. Тези странстващи планети се оценяват като от 19 до 23 пъти по-често срещани, отколкото планетите в широки орбити около своята звезда. Това неочаквано изобилие на SPP предполага сценарий, при който много планети може да са били изхвърлени от първоначалните си планетни системи.

Такова изхвърляне може да е резултат от сложни гравитационни взаимодействия в звездните системи, особено по време на турбулентните етапи на тяхното формиране. Тези резултати отчасти опровергават съществуващите теории за формирането и еволюцията на планетарните системи, като предполагат, че този процес може да е по-хаотичен и динамичен, отколкото се смяташе досега. По този начин присъствието на тези блуждаещи планети в междузвездното пространство може да предостави важни сведения за основните механизми, управляващи раждането и съзряването на планетарните системи в нашата галактика.

Планети, попаднали в капана на Слънчевата система

По-нататъшните изследвания на Амир Сирадж показват, че нашата Слънчева система може да е уловила такива странстващи планети по време на своята еволюция. Тези планети, подобни по размер на Марс или Меркурий, биха се намирали на изключително далечни разстояния от Земята, потенциално от порядъка на стотици или дори хиляди астрономически единици (AU). Една астрономическа единица съответства на средното разстояние между Земята и Слънцето, т.е. около 150 милиона километра.

По този начин тези уловени планети ще се намират далеч извън нашата Слънчева система, в един слабо проучен и загадъчен регион. Тази хипотеза навежда на мисълта, че нашата Слънчева система може да е по-сложна и разнообразна, отколкото се смяташе досега, и може да съдържа небесни тела, произхождащи от други звездни системи.

Досега изследването на екзопланетите бе ограничено от огромните разстояния, които ни делят от другите звездни системи. Но възможността за улавяне на екзопланети в рамките на собствената ни система ще позволи на учените да изследват тези чужди светове много по-обстойно. Това би могло да предостави ценна информация за формирането и еволюцията на планетите, както и за условията, необходими за възникването на живот.

Новата гигантска камера в обсерваторията „Вера К. Рубин“, която трябва да започне да функционира през 2025 г., несъмнено ще играе ключова роля в това търсене. Със своите усъвършенствани възможности (цифров сензор с 3,2 милиарда пиксела) тази обсерватория ще може да открива слабата светимост на тези далечни планети, предоставяйки първата конкретна възможност за изучаване на „екзопланети“ в рамките на нашата собствена Слънчева система.

Прогнози, които се различават от съществуващите модели

Предложената от Амир Сирадж и другите изследователи хипотеза за блуждаещи планети, уловени от Слънчевата система, ясно се различава от досегашните предположения за хипотетични небесни тела като прословутата „Девета планета“.

Търсенето на деветата планета започна през 2016 г. Тогава двама астрономи от Калифорнийския технологичен институт представиха доказателства, че шест обекта отвъд орбитата на Нептун са странно групирани заедно. Най-отдалечените точки на орбитите им се намират много по-далече от Слънцето, отколкото най-близките точки на техните орбити. Според изчисленията ексцентричността на тези орбити може да се обясни с гравитационното притегляне на невидима планета, която е около четири пъти по-голяма и около десет пъти по-масивна от Земята.

Докато търсенето на „Деветата планета“ е мотивирано главно от аномалиите в орбитите на транснептуновите обекти, които предполагат гравитационното влияние на голяма неизвестна планета, хипотезата за блуждаещата планета има различна основа. Тя се базира на модели за формиране на звезди и планети, които отчитат динамиката на младите звездни системи и гравитационните взаимодействия, които могат да отклонят планетите от първоначалните им орбити. Въпреки че тази хипотеза е подкрепена от конкретни данни и модели, все още са необходими задълбочени изследвания за нейното потвърждаване.