Далёкая планетарная система. Авторы и права: Igor ZH / Shutterstock.
Кажется, что большую часть объектов во Вселенной можно разделить на два основных типа: звёзды и планеты.
Звезда представляет собой массивный шар плазмы и газа, основными процессами в котором являются термоядерные реакции. Они сформировались из огромных облаков газа, сжатых под действием сил гравитации.
Планеты, в свою очередь, формируются из материала, оставшегося возле звезды после её рождения. Они образуются из маленьких кусочков, которые собираются вместе в планетезимали, которые, в свою очередь, склеиваются в ещё более крупные тела, которые в конечном счёте формируют те объекты, которые мы видим сегодня. Большинство других тел в нашей Солнечной системе – астероиды, карликовые планеты, кометы и прочие – это остатки строительных блоков планет, которые не смогли набрать нужной массы.
“Большие объекты, которые образовались из пылевых облаков вокруг звезды” – это самое простое определение того, что такое планета. Однако это не всегда так. Некоторые объекты занимают промежуточные позиции – они не настолько массивные, чтобы быть звездой, но при этом они слишком большие, чтобы быть планетой. А некоторые из планет, возможно, никогда не имели своей собственной звезды.
Минимальная масса, при которой объект считается звездой составляет около 7 процентов солнечной массы, или примерно 73 массы Юпитера. Верхняя граница массы для объекта, который образуется как планета, по крайней мере в том смысле, в котором мы это понимаем, составляет около 13 масс Юпитера или 0,012 массы Солнца.
Коричневый карлик в представлении художника. Авторы и права: NASA / ESA / JPL.
В пределах от 14 до 72 масс Юпитера имеются объекты, которые астрономы называют коричневыми карликами, и они не являются ни звёздами, ни планетами. Учёные считают, что они начинают формироваться как звёзды, но не набирают достаточной массы, чтобы в их ядрах могли протекать термоядерные реакции. Вместо этого они превращают водород в более тяжёлый изотоп, называемый дейтерием, в результате этого процесса производится гораздо меньше энергии. Коричневые карлики имеют невысокие температуры и выделяют очень мало света, поэтому астрономы наблюдают за ними в инфракрасном, а не в видимом свете.
Первая научная статья, в которой авторы пытались объяснить разницу между звёздами и планетами, появилась в1962 году. В ней Шива Кумара (Shiv Kumar), определил предел массы в 0,07 солнечной и обозначил всё остальное “чёрными карликами”. В другой научной литературе того времени звёздами назывались объекты, в которых начинали происходить процессы слияния гелия.
Только в 1980-х годах исследователи начали находить кандидатов на статус коричневого карлика. Они, как и планеты, вращались вокруг звёзд, но их размеры были значительно большими, чем у планет. Самый маленький коричневый карлик, зарегистрированный в первые несколько лет исследований, был в 17 раз массивнее Юпитера и находился около звезды HD 110833. Вероятно, что коричневые карлики образовались рядом с родительской звездой, но не набрали нужной массы.
Иллюстрация художника, показывающая массивную экзопланету. Авторы и права: M. Kornmesser / ESO.
Поиск планет за пределами нашей Солнечной системы привёл к обнаружению некоторых странностей. Некоторые из них, как оказалось, находятся вне планетарных систем.
Эти блуждающие планеты, иногда называемые планетами-изгоями, обычно в 5-10 раз массивнее Юпитера. На сегодняшний день учёными обнаружено очень мало таких планет, так как они практически не излучают собственного света. Однако некоторые из них хорошо видны в инфракрасном диапазоне спектра.
Существует два варианта появления таких объектов. Самое простое объяснение состоит в том, что они были обычными планетами, выброшенными из их родной планетарной системы, в результате гравитационных взаимодействий с другими телами. Но более интригующим объяснением является то, что они сформировались именно там, где мы их и обнаружили, из облака газа и пыли, но при этом они не принадлежали какой-либо звезде.
“Я считаю, что следует учитывать оба варианта: некоторые из них могут быть планетами, которые были выброшены из своих систем, а некоторые являются остатками не до конца сформировавшейся звезды”, – говорит Кэролайн Морли (Caroline Morley), сотрудник Гарвардского университета.
Морли уже давно изучает планеты-изгои. По её словам, точные массы таких планет довольно трудно определить, поскольку они не вращаются вокруг другого объекта, а наилучшим способом оценки массы является изучение того, как планета или коричневый карлик влияют на свою родную звезду.
Самый простой способ определить планету-изгоя – это посмотреть на неё с помощью будущего космического телескопа Джеймса Уэбба. В зависимости от композиции исследователи смогут понять является наблюдаемый объект выброшенной планетой или не полностью сформировавшейся звездой.
Дискуссия о том, что считать планетой длится уже несколько десятилетий. И в ближайшее время с запуском новых больших телескопов учёные смогут дать нам ответ.
Источник: universetoday.ru
