Планети-бродяги — це невловимі космічні об’єкти, маси яких співмірні з масами планет Сонячної системи, але які не обертаються навколо материнської зорі, а вільно рухаються у просторі.
Досі їх було відомо небагато, проте група астрономів, використовуючи дані спостережень на кількох телескопах Європейської південної обсерваторії (European Southern Observatory, ESO) та інших інструментах, виявила щонайменше 70 нових планет-бродяг у нашій галактиці. Відкриття найбільшої натепер групи таких об’єктів — важливий крок до розуміння походження та особливостей цих таємничих галактичних кочівників.
«Ми не знали, яку їх кількість слід очікувати, і раді, що знайшли так багато», — сказала Нурія Мірет-Ройґ (Núria Miret-Roig), астроном з Астрофізичної лабораторії в Бордо (Франція) та Віденського університету (Австрія), перший автор статті, оприлюдненій в Nature Astronomy.
Планет-бродяг, які містяться далеко від будь-якої зорі, що могла б їх освітлювати, виявити вкрай важко. Однак Мірет-Ройґ і її група взяли до уваги той факт, що ці планети навіть через кілька мільйонів років після утворення все ще досить гарячі, щоб світитися, завдяки чому їх можна прямо виявити за допомогою чутливих приймачів, встановлених на великих телескопах. Науковці знайшли щонайменше 70 нових планет-бродяг з масою, порівнянною з масою Юпітера, в близькій до Сонця ділянці зореутворення, що на небесній сфері лежить у верхній частині сузір’я Скорпіона та в Змієносці [1].
На цій світлині показано невелику ділянку неба в напрямку на верхню частину сузір’я Скорпіона. На ній видно нещодавно відкриту планету-бродягу, тобто планету, яка не обертається навколо зорі, а натомість вільно рухається у міжзоряному просторі. Планета-бродяга — це крихітна яскрава червона точка в центрі зображення. Зображення створено через поєднання даних з приймача OmegaCam, встановленому на Оглядовому телескопі VLT (VLT Survey Telescope, VST), та з приймача VIRCAM на Астрономічному оглядовому телескопі видимого та інфрачервоного діапазонів (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy, VISTA). Обидва телескопи встановлені в обсерваторії ESO Paranal в Чилі. Спостереження за допомогою цих та інших інструментів допомогли науковцям відрізнити планети від зір, коричневих карликів та інших об’єктів у цій ділянці неба. Планет-бродяг, які містяться далеко від будь-якої зорі, що могла б їх освітлювати, виявити вкрай важко. Але якийсь час після утворення вони слабко випромінюють світло, яке можна зареєструвати чутливими приймачами, встановленими на потужних телескопах. Фото з сайту www.eso.org.
Щоб виявити таку кількість планет-бродяг, група використала спостережні дані, отримані за допомогою кількох наземних та космічних телескопів протягом приблизно 20 років. «Ми виміряли крихітні рухи, кольори та світності десятків мільйонів джерел на великій ділянці неба», — пояснила Мірет-Ройґ. «Ці вимірювання дали нам змогу надійно ідентифікувати найслабші об’єкти в цьому регіоні, тобто планети-бродяги».
Група використала дані спостережень, отримані за допомогою Дуже великого телескопа ESO (Very Large Telescope, VLT), Астрономічного оглядового телескопа видимого та інфрачервоного діапазонів (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy, VISTA), Оглядового телескопа VLT (VLT Survey Telescope, VST) і 2,2-метрового телескопа MPG/ESO, розташованих в Чилі, а також інших інструментів. «Переважну більшість наших даних отримано в обсерваторіях ESO, які були надзвичайно важливими для цього дослідження. Широке поле зору та унікальна чутливість стали визначальними для нашого успіху», — пояснив Ерве Бюі (Hervé Bouy), астроном з Астрофізичної лабораторії в Бордо (Франція), керівник проєкту в новому дослідженні. «Ми використали десятки тисяч ширококутних зображень, отриманих на телескопах ESO, що відповідає сотням годин спостережень і десяткам терабайт даних».
Наукова група також використала дані, отримані космічним зондом Gaia («Гайя») Європейського космічного агентства. Це ще одне підтвердження важливості використання наземних і космічних телескопів для вивчення та розуміння нашого всесвіту.
На цьому зображенні червоними колами позначено 115 потенційних планет-бродяг, нещодавно відкритих групою астрономів у напрямку на верхню частину сузір’я Скорпіона та сузір’я Змієносця. Планети-бродяги мають масу, порівнянну з масою планет Сонячної системи, але не обертаються навколо зорі, а вільно рухаються в міжзоряному просторі.Точна кількість планет-бродяг, знайдених науковцями, становить від 70 до 170 — залежно від віку об’єктів у ділянці зореутворення, яку досліджували астрономи. Це зображення створено зважаючи на припущення про середнє значення віку, тому, як наслідок, значення кількості кандидатів у планети лежить між двома крайніми оцінками. Фото з сайту www.eso.org.
Дослідження показує: цих невловимих планет без зір може бути набагато більше, ніж їх досі вдалося відкрити. «Може бути кілька мільярдів цих планет-гігантів, які вільно бродять в Молочному Шляху без супроводу материнської зорі», — пояснив Бюі.
Вивчаючи нещодавно знайдені планети-бродяги, астрономи можуть знайти підказки щодо формування цих загадкових об’єктів. Деякі науковці вважають, що такі планети можуть утворитися внаслідок колапсу газової хмари, яка занадто мала, щоб спричинити утворення зорі. Інше пояснення — такі планети можуть бути вигнанцями з планетних систем. Але який механізм більш імовірний, досі невідомо.
Розкрити таємницю планет-бродяг уможливить подальший розвиток технологій в астрономії. Наукова група сподівається продовжити докладніше вивчення таких об’єктів за допомогою майбутнього Надзвичайно великого телескопа (Extremely Large Telescope, ELT) ESO, який нині будують в чилійській пустелі Атакама і який має почати спостереження наприкінці цього десятиліття. «Ці об’єкти дуже слабкі, тому за допомогою сучасних засобів мало що можна зробити для їхнього вивчення», — зауважив Бюі. «Застосування ELT матиме вирішальне значення для збору додаткової інформації про більшість знайдених нами планет-бродяг».
Примітки
[1] Точну кількість планет-бродяг, знайдених дослідниками, важко визначити, бо спостереження не дають змоги виміряти маси досліджуваних небесних тіл. Об’єкти з масою, що приблизно в 13 разів перевищує масу Юпітера, ймовірно, не є планетами, тому їх не можна включити в підрахунок. Однак, оскільки наукова група не мала значень маси, то довелося покладатися на вивчення яскравості планет, щоб забезпечити верхню межу кількості спостережуваних планет-бродяг. Яскравість, у свою чергу, пов’язана з віком планет, бо що старіша планета, то довше вона вихолоняє і зменшується в яскравості. Якщо досліджувана ділянка зореутворення містить старі об’єкти, то маса найяскравіших з них у вибірці, ймовірно, більша, ніж 13 мас Юпітера. А якщо ділянка містить молоді об’єкти, то їхні маси менші цієї межі. Зважаючи на невизначеність віку досліджуваної ділянки зореутворення, цим методом можна визначити планети-бродяги в кількості від 70 до 170.
За інф. з сайту www.eso.org підготував Іван Крячко
