На път сме да открием съкровищница от свободно плаващи планети
Ярко осветени планети, обикалящи към пламтящи слънца, с метеорити, разпръснати сред тях, и няколко преминаващи комети – това е известната идея за това по какъв начин наподобява нашата вселена. Звездите са основните герои в историята на вселената, а всичко останало е единствено част от поддържащия актьорски състав. Също по този начин е неверно.
В големите, тъмни, студени дистанции сред звездите има планети, които явно са се освободили от гравитацията на своята звезда-домакин или са се задържали като звезди кафяви джуджета, откакто са се провалили в личните си опити да станат звезди. Тези „ лъжливи “ тела се носят свободно в празнотата – непреброени, непроверени и в множеството случаи невидими. „ Свободно плаващите планети са безусловно скитници измежду звездите на Млечния път “, споделя Александър Шолц, астроном от университета Сейнт Андрюс в Шотландия, пред The Daily Beast.
Планетите-измамници и звездите кафяви джуджета дружно съставляват една от огромните мистерии в актуалната астрономия. Учените най-сетне имат късмет да стартират да вземат решение загадката, значително с помощта на един приказен нов инструмент: новия галактически телескоп Джеймс Уеб на НАСА. Но същинското решение на мистерията на планетите-измамници и кафявите джуджета може да изисква още по-добра технология.
Космическият телескоп Хъбъл може да е забелязал свободно плаваща черна дупка редувайки се с Джеймс Уеб (JWST), астрономите са почнали едногодишно изпитание, което най-сетне може да ограничи популацията на FFP – Свободно плаващи планети и кафявите джуджета – т.е. да дефинира евентуалния най-малък и оптимален брой на тези свободно движещи се обекти в галактиката.
Това е огромна първа стъпка към разбирането по какъв начин тъкмо и за какво тези странни планети и несполучливо запалени звезди може да са били изхвърлени в голямото пространство сред звездните системи – и какво ги разделя от планетите и звездите, които не са били изхвърлени, както е в нашата Слънчева система.
Може би наборът от условия, които са попречили на Земята да се трансформира в свободно плаващ друмник, в действителност са тънки като бръснач. JWST на стойност 10 милиарда $ със своя мощен инфрачервен датчик е ключът. „ Тези обекти са доста слаби и излъчват по-голямата част от светлината си в инфрачервения диапазон, тъй че огромен инфрачервен телескоп с мощен инструмент е тъкмо това, от което се нуждаем “, изясни Шолц. Той и негови сътрудници са създатели на рецензирано изследване за настоящите проучвания на лъжливи планети, което следва да бъде оповестено в Астрономическото сдружение на Тихия океан. (Предварителна версия на проучването се появи онлайн на 26 септември.)
Преди новият галактически телескоп да бъде разполагаем, астрономите бяха затънали в търсене на планети-измамници и кафяви джуджета, употребявайки по-стари галактически телескопи, както и телескопи на земята, които имат огромни ограничавания. Те не виждат толкоз надалеч или толкоз ясно, колкото JWST. Липсата на по-висока точност на по-старите телескопи принуди астрономите да опитат някои много неточни способи за забелязване на планети-измамници и кафяви джуджета. Една от тези техники се назовава „ лещи “: обект в галактически лещи, когато улавя и усилва светлината от доста отдалечен източник, като друга вселена, да вземем за пример. Забелязването на случаи на лещи може да докара до идентификация на лъжливи планети. Но с JWST можем просто да сканираме пространството сред звездните системи и непосредствено да идентифицираме свободно плаващи планети и кафяви джуджета. Няма потребност да употребявате заобикалящи способи като лещи. „ JWST е фантастична машина “, сподели Шолц.
В графика на НАСА има четири изследвания на JWST, които търсят планети-измамници и кафяви джуджета. Първият стартира през август. Друг стартира през септември. Два са планувани за 2023 година Всеки има за цел да инспектира индивидуален звезден куп, всички от които са сред 900 и 1200 светлинни години от Земята.
Симулациите на разнообразни звездни системи и клъстери разрешиха на Шолц и сътрудниците му да стартират да гадаят за общата популация на кафяви джуджета в дадена област на космоса. Минимумът, сподели той, би трябвало да бъде една свободно плаваща планета или кафяво джудже за всеки 100 звезди в даден клъстер.
Но е вероятен и по-висок най-малко от пет лъжливи планети и кафяви джуджета на звезда, добави Шолц. За подтекст, дребен клъстер може да има единствено няколкостотин звезди. Един огромен може да има хиляди. Това е единствено груба теоретична оценка, която изследванията на JWST могат или да потвърдят, или изцяло да отхвърлят. Шолц акцентира, че популацията на свободно плаващи планети и кафяви джуджета може да се окаже доста по-голяма, защото изследванията инспектират от ден на ден и повече звездни купове – по-специално по-старите купове. В края на краищата лъжливите планети стават лъжливи планети, когато се откъснат от своите звезди заради комплицирани гравитационни взаимоотношения с течение на времето. По същия принцип кафявите джуджета са звезди, чиито ядра се скапват и охлаждат след евентуално милиони години. Колкото по-стар е един звезден куп, толкоз повече лъжливи планети и кафяви джуджета е евентуално да създаде.
Като преброим планетите-измамници и кафявите джуджета, можем да стартираме да рисуваме по-добра картина за това по какъв начин се образуват звездните системи – по какъв начин младите звезди се сливат от облаци газ, по какъв начин тези звезди събират прахуляк и камъни, по какъв начин прахът и камъните се събират дружно, с цел да създадат планети, които планетите би трябвало да съумеят да се вкопчат една в друга и в звездата и които е евентуално да бъдат отхвърлени и изхвърлени в празнотата.
„ Свободно плаващите планети са резултат от динамичното раждане на планетарни системи, а също и от спирания на планетарните системи по-късно “, сподели Шолц. „ В този смисъл те са значими за разбирането както на образуването, по този начин и на дълготрайната непоклатимост на планетарните системи. “
Докато локализираме и преброяваме лъжливи планети и кафяви джуджета, има капацитет за някои в действителност странни открития. Такива, които биха могли да преобърнат астрономията, каквато я познаваме. Може да открием, че някои свободно плаващи планети в действителност в никакъв случай не са принадлежали към никоя звездна система. Според Иън Макдоналд, астроном от Университета на Манчестър в Обединеното кралство, има късмет планетите-измамници да се образуват сами, от парчета, разпръснати в студената празнина надалеч от всяка звезда. Това би било надълбоко изключение от актуалното ни схващане за това от кое място идват планетите.
Свободно плаващите планети и кафявите джуджета също могат да пренапишат историята на живота. Това е историята зад еволюцията на живите същества на единствената планета, за която е известно, че ги поддържа. Нашата лична. Земята е постоянна планета в постоянна звездна система – евентуални предпоставки за еволюцията на живота. Възможно е да не сме намерили живот в други системи, тъй като доста системи не са постоянни. Свободно плаващи планети, принудително изхвърлени от орбитите си към звездите на тяхното раждане, може да са доказателство за или повода за тази неустойчивост.
„ Да разберем за какво до момента изглеждаме сами във Вселената значи да разберем планетарните системи, които са се провалили “, сподели Макдоналд. Може би, единствено може би, планетите-измамници са животоубийците. Няма да мине доста преди тези първи четири изследвания на JWST да приключат и учените да могат да стартират да проучват данните и да разгласяват откритията си.
Следващата стъпка – деликатно проучване на близка свободно плаваща планета или кафяво джудже – може да пристигна по-късно. Това може да е една от най-хубавите планети за живот на извънземни. Но ще бъде в действителност мъчно. Планетите-измамници и кафявите джуджета са толкоз студени и толкоз тъмни, че даже с мощния датчик на JWST наподобяват доста бледи. Има „ сериозен предел на количеството информация, която можем да получим от тях “, сподели Макдоналд. Можем да проследим тяхното придвижване, да стесним листата на звездните системи, от които може да са пристигнали, и да създадем обосновани догатки за тяхната геология.
Подробните изследвания ще би трябвало да изчакат идващото потомство технологии. „ Вземането на по-висока разграничителна дарба и по-високи спектри сигнал-шум е очевидният път напред “, сподели Радослав Полески, астроном от Варшавския университет, пред The Daily Beast. Водеха се диалози във и сред водещите галактически организации, за създаване на нова сонда с непосредствен до инфрачервения датчик, който може да прави по-добри фотоси на свободно плаващи планети. Тази сонда може да отнеме десетилетие или повече за планиране, създаване и внедряване, в случай че приемем, че една или друга галактическа организация я направи приоритет. JWST ни разрешава, за първи път, да търсим празнотата сред звездите за странни обекти, които населяват това пространство. Но в действителност да опознаем тези студени, тъмни, самотни обекти – планети-измамници и изгаснали звезди – е работа за телескопите и астрономите от бъдещето.
