Знание-сила, 2007 № 05 (959)

Возможно, так кончает свою жизнь большинство образующихся в дисках планет. Но поскольку астрономы уже обнаружили около двухсот существующих планет, это говорит, что некоторые все-таки выживают. Как это происходит, теоретики пока ответить не могут, но сам этот факт, а также численное обилие уже обнаруженных «выживших» планет говорят о распространенности планетообразования во Вселенной и дают астрономам достаточный материал для некоторых важных статистических выводов.

Вот основные из них. Во-первых, практически все открытые планеты — это «Юпитеры» по своим массам, размерам и строению (то есть газовые гиганты с большим твердым ядром внутри). Во-вторых, они четко делятся на два типа — «Горячие Юпитеры» и «Эксцентричные гиганты». Первые обращаются в тесном соседстве со своими звездами (много ближе, чем Меркурий от Солнца, то есть почти касаются огненной фотосферы звезды), совершают полный оборот вокруг звезды за считаные дни, а то и часы (!) и раскалены до нескольких тысяч градусов. Вторые имеют очень вытянутую («эксцентричную») орбиту, так что изредка приближаются к своим звездам, но большую часть времени находятся дальше от нее, чем самые далекие тела нашей Солнечной системы. Ни те, ни другие планетные системы не похожи, таким образом, на нашу. Но это не значит, будто ими исчерпываются все виды возможных планет во Вселенной. Ведь почти все эти планеты открыты методом «покачивания», а этот метод, увы, лучше всего приспособлен как раз для обнаружения планет с большими массами и малыми периодами обращения. Стало быть, существование малых, твердых, землеподобных планет отнюдь не исключено.

Определенные факты говорят в пользу существования таких планет. Одним из таких фактов является связь планетообразования около той или иной звезды с ее «металличностью», то есть с содержанием в ней тяжелых химических элементов («металлов»). Статистика уже открытых планет показывает, что вероятность обнаружения планеты около звезды с тем же содержанием металлов, что и в Солнце, составляет 5%, а у звезд с вдвое большей «металличностью» — уже 25%. Объяснение простое: повышенная «металличность» звезды говорит о том, что первичное облако, из которого она образовалась, содержало много металлов, то есть твердых частиц. А это, понятно, способствует образованию твердых планетных ядер. В таких облаках они образуются быстрее, а потому успевают затем притянуть к себе достаточное количество газа.

Другой статистический факт состоит в том, что у самых распространенных в нашей галактике звезд — красных карликов (масса которых меньше половины солнечной, а температура поверхности много ниже) — обнаружены самые малые из всех открытых доселе внесолнечных планет размером не с Юпитер и даже не Сатурн, а ближе к нашему Нептуну, который всего в несколько раз больше Земли. Это тоже понятно: облака, из которых образуются такие карлики, были изначально много меньше и рассеивались тоже быстрее, не оставляя поэтому ни времени, ни вещества для формирования «Юпитеров». Суммируя эти и другие факты, Лафлин, например, предсказывает, что типичная планетная семья в нашей галактике должна иметь в центре звезду типа красного карлика, вокруг которого в пределах до нескольких астрономических единиц обращается несколько землеподобных планет, а дальше — несколько нептуноподобных планет.

Заметим, что астрономы уже обнаружили к настоящему времени около 10 звезд не с одной, а с несколькими планетами около них, но пока это только планеты типа горячих «Юпитеров» или эксцентричных гигантов.

В каком-то смысле предсказание Лафлина о преобладании в космосе нептуноподобных планет уже подтверждается. Так, в мае 2006 года группа астрономов во главе с К. Ловисом сообщила об открытии возле солнцеподобной звезды HD69830 сразу трех планет с массой от 10 до 18 земных (то есть нептуноподобных), которые обращаются вокруг нее по круговым орбитам в пределах одной астрономической единицы. Поскольку это расстояние меньше «границы льда», можно думать, что эти планеты образовались много дальше от своей звезды, а затем, под влиянием различных сил и собственных взаимодействий, мигрировали внутрь, ближе к ней. Такое взаимодействие планет должно быть очень распространенным явлением в планетных семьях, и некоторые астрономы полагают, что наши Юпитер и Сатурн тоже образовались в других местах Солнечной системы и лишь затем мигрировали на свои теперешние орбиты. Нынешняя теория планетообразования еще не способна до конца рассчитать эти процессы, и это значит, что астрономов еще могут ожидать большие сюрпризы. Тем более важно поэтому накопление все нового статистического материала.