Kolik nepoctivých planet se potuluje po Mléčné dráze?
Podle nových simulací se mnoho, dokonce i většina, planety vystřelí ze své hvězdy na začátku své historie
Umělecký dojem z nepoctivé planety v hlubinách mezihvězdného prostoru.
Pablo Carlos bundassi/Stoctrek Images/Alaamy Reklamní fotografie
Jak napsal Jrr Tolkien The Společenství prstenu, „Ne všichni ti, kteří se bloudí, jsou ztraceni.“ Ale v případě planet je možné, že většina z nich jsou.
Rogue Planets – planety, které jsou ve vesmíru, jsou z jakékoli hvězdy, které byly po dlouhou dobu tématem sci -fi; obě Star Trek a Space: 1999 představoval je v epizodách. Ve skutečnosti však existují v reálném životě. Astronomové, kteří někdy rádi zabíjejí zábavu, volají tyto světy volně plovoucí planety, Což není zdaleka tak cool termín.
Přesto jsou tyto mezihvězdné driftery docela zajímavé. Většina z nich byla nalezena prostřednictvím mikrolemensingu: Jejich gravitace působí jako čočka, která měřitelným způsobem zvyšuje světlo hvězdy na pozadí. Tyto světy bývají tak malé, temné a daleko, že jsou pro nás jinak neviditelné. Některé, podobné Jupiteru v mši, byly zahlédnuty na obrázcích; Ty se pravděpodobně vytvořily přímo z plynu a prachu v mlhoviněStejně jako hvězda tedy vždy chyběla domácí hvězda. Očekává se však, že jiní, mnohem níže v hmotě, se vytvoří kolem hvězdy, aby se následně vydali z jejich planetárního systému. Nyní tito vyvrženci proklouznou a studenou skrz sluneční prostory mezi hvězdami.
O podpoře vědecké žurnalistiky
Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.
Jak jsou vypuštěny? I když existuje několik možných metod, nejběžnější je pravděpodobně prostřednictvím interakcí s jinou planetou kolem její hostitelské hvězdy. Víme, že planety nejen obíhají svou hvězdu na stejném místě navždy. Postupem času se mohou planetární oběžné dráhy posunout kvůli kombinovaným gravitačním vlivům jiných planet v systému. Pokud se dvě planety příliš přiblíží k sobě, interakce může způsobit, že jeden (obvykle méně masivní ze dvou) získal hodně orbitální energie, což způsobí, že se z systému vyhodí.
Tým astronomů na technologickém institutu Technion -Izrael tuto otázku prozkoumal a představil její výsledky v novém předtiskovacím článku čeká na publikaci v Astrofyzikální deník. Vědci provozovali, co se nazývá N-body simulace, počítačové modely, které používají rovnice gravitace a pohybu k simulaci pozic a oběžné dráhy planet v průběhu času. Spuštění opakovaně při změně vstupních parametrů mohou tyto modely poskytnout statistické odhady, jak často mohou dojít k určitým událostem, jako jsou ejekce.
Tým provedl simulace 100 různých planetárních systémů, z nichž každá se skládala ze tří do 10 planet, které, podobně jako světy naší vlastní sluneční soustavy, byly na téměř okruhu koplanárních drah kolem sluneční hvězdy. Poté nechali rovnice běžet na miliardu simulovaných let.
Zjistili, že setkání jsou docela běžná! Mezi planetami existuje spousta interakcí, protože některé se dostanou do prodloužených drah, které mohou způsobit, že jeden svět v podstatě překročí cestu druhého. Co se tedy může stát přímá kolize – to je, Skutečný kolosální dopad, který může rozbít planety nebo alespoň extrémní poškození. Tento výsledek je častější, než si myslíte, že se v průměru vyskytuje, 0,4 času na planetární systém (ve 100 systémech byste očekávali asi 40 srážek). Mají tendenci se stát brzy; Většina z nich se vyskytuje během milionu let od začátku simulace.
Ejekce jsou však ještě běžnější: tým určil, že v průměru je po miliardy let vypuštěno až 3,5 planety na systém a většina ejekce se odehrává během prvních 100 milionů let. Ten výsledek mě překvapil; Vzhledem k tomu, že v simulacích byly pouze tři až 10 planet na systém, jsem si nemyslel, že bude tolik ejekcí. To je přesně důvod, proč vědci provádějí tyto druhy výpočtů; Naše očekávání mohou být zkreslená, zatímco matematika a fyzika není.
Vědci také zjistili, že planeta na jakémkoli daném místě byla stejně pravděpodobná jako každá jiná, která byla v průběhu svých simulací vypuštěna, takže ani vnitřní ani vnější planety nelze považovat za bezpečné, ačkoli nejprve se vypustí nejprve planeta. Vypuštěné planety obvykle opouštějí systém relativně neuspěchanou rychlostí, asi dva až šest kilometrů za sekundu. Země obíhá slunce při více než 30 km/s, takže tyto rychlosti vyhazování jsou poměrně nízké.
Je velmi zajímavé, že zjistili, že systémy s méně planetami mají tendenci opustit svou „vyhazovací“ fázi po asi 100 milionech let, ale systémy s 10 planetami jsou stále nestabilní i po miliardě let. Zjistili také, že tyto bohatší systémy ve skutečnosti vyhazují většinu svých planet a po miliardě let ztratí 70 procent. Většina z těch vypuzených je nižší hmota, jak se očekávalo.
Zjevnou otázkou je, dobře, co nás, pak? Naše sluneční soustava má osm hlavních planet a existuje již více než čtyři miliardy let. Pokud může být systém nestabilní po miliardě let, jsme bezpečně kolem tohoto termínu? Proč jsme stále kolem?
Mohli bychom mít jen štěstí. To je možné. Výsledky, které tým publikoval, jsou průměry nad mnoha simulacemi, takže některé systémy ztratí více planet než jiné. Mohlo by se stát, že simulace, které vědci provozovali, jsou neúplné a že je třeba zahrnout více parametrů. Je také možné, že naše sluneční soustava porazila šance natolik dlouho, aby se stala stabilní, a že odtud budeme v pořádku.
Tým také zjistil, že odpovídající počtu vypuštěných planetových planet detekovaných astronomové musí každá hvězda v galaxii v průměru tvořit pět až 10 planet. To je hodně, ale ne z otázky. Některé hvězdy mohou mít spoustu planet a některé mohou tvořit jen několik (nebo žádné). Například TRAPPIST-1 je malá hvězda červeného trpaslíka s nízkou hmotností a má nejméně sedm planet o velikosti Země! Červení trpaslíci jsou nejběžnějším druhem hvězdy ve vesmíru, takže sami by mohli vysvětlit všechny vypuštěné planety s nízkou hmotností, které vidíme. Hvězdy jako Slunce by mohly také vyhodit mnoho planet, ale představují pouze asi 10 procent všech hvězd, takže to je molehill ve srovnání s horou červených trpaslíků.
Tato práce je stále předběžná a zbývá prozkoumat hodně. Čísla se však dobře shodují s pozorováním, což nám dává dobré důvody k podezření, že v galaxii je více planety s volně plovoucí než ty obíhající hvězdy.
Kolik z nich kdysi kroužilo na našem vlastním slunci? Kolik planetárních sourozenců jsme ztratili? Žádný? Jeden? Čtyři? Pravděpodobně to nikdy nebudeme vědět; Historie 4,6 miliardy let naší sluneční soustavy nabízí dlouhou dobu pro zbavení světů do Mléčné dráhy. Ale velmi dobře by mohli existovat galaktičtí nomádové putující v hlubokém prostoru, který začal jejich nekonečnou cestu přímo tady kolem našeho slunce. Pokud ano, mají hodně společnosti.
