Фабрика планет. Экзопланеты и поиски второй Земли - Элизабет Таскер

Тройной звездной системой также является HD 131399, находящаяся на расстоянии 340 световых лет от Земли в созвездии Центавр. Эта группа также состоит из двойной системы и одиночной звезды, но на этом ее сходство с нашими ближайшими соседями из системы альфы Центавра заканчивается.

Одиночная звезда в системе HD 131399 — самая массивная из трех. Ее масса на 80% больше массы Солнца. Компонентами двойной подсистемы являются звезда размером с Солнце и карлик, которые обращаются вокруг своего собрата-тяжеловеса подобно вращающейся гантели. Одиночную звезду и двойную разделяют 300 а.е., а между ними находится внушительный юпитероподобный мир.

Этот похожий на Юпитер газовый гигант обращается вокруг массивной звезды-одиночки на расстоянии 82 а.е., что приблизительно соответствует двум расстояниям от Солнца до Плутона. Чтобы совершить полный оборот по орбите, ему требуется целых 550 земных лет. Если бы рядом с планетой был пригодный для жизни спутник и он был бы населен людьми, то одного сезона длиною в столетие хватило бы, чтобы родилось и умерло несколько поколений.

Планета находится так далеко от трех звезд в системе, что ее присутствие нельзя определить ни транзитным методом, ни по изменениям в движении звезд. HD 131399 A b была обнаружена путем прямой съемки.

Формируясь в результате яростных столкновений или из стремительно коллапсирующего газа, планеты рождаются горячими. Обычно это тепло перекрывается блеском звезды. Но если планета достаточно велика, молода и удалена от своего солнца, выделяемое ею тепло может быть обнаружено при наблюдении. Температура планеты зависит от ее возраста и массы. Если допустить, что возраст системы совпадает с возрастом звезды, можно рассчитать массу планеты, доступной для прямого наблюдения, на основе ее температуры. Прямое наблюдение — стремительно развивающийся метод изучения экзопланет, но мощности даже самого лучшего телескопа может быть недостаточно для достижения оптимального результата. При массе, равной четырем массам Юпитера, в момент объявления о ее открытии в 2016 г. HD 131399 A b была одной из самых легких планет, выявленных методом прямого наблюдения.

На протяжении половины многовековой орбиты HD 131399 A b все три звезды должны быть расположены близко друг к другу в небе. Это значит, что каждый день на ее поверхности должно быть три восхода и три заката. Во второй половине ее года при наблюдении с поверхности планеты должно казаться, что звезды расходятся. В какой-то момент восход большой звезды должен совпасть с заходом звездной пары. После этого в течение приблизительно 140 лет на планете не будет полноценной ночи. Однако, несмотря на постоянное присутствие одного (или двух) из солнц в небе, поверхность HD 131399 A b не должна быть ярко освещена. Расстояние между тремя звездами так велико, что даже яркость массивной звезды будет составлять лишь около 1/600 яркости Солнца, то есть она должна выглядеть как маленькая, но очень яркая точка света. При этом двойная звезда должна испускать еще более тусклый свет.

В статье для интернет-журнала Slate астроном и автор научно-популярных книг Фил Плейт представил себе, как бы могла сложиться история цивилизации, развивающейся в таком мире. Нашлось бы в ней место для системы Птолемея, утверждающей, что небесная сфера вращается вокруг планеты, когда в любой момент можно взглянуть на небо и увидеть там очевидное опровержение в виде двух солнц?

Учитывая удаленность HD 131399Ab, вряд ли эта планета сформировалась в окрестностях своей нынешней орбиты. Не исключено, что в тройной системе есть другие скрытые планеты, из-за взаимодействия с которыми газовый гигант был выброшен туда, где он находится сейчас. Согласно другому сценарию, HD 131399 A b могла быть циркумбинарным миром, обращавшимся вокруг звездной гантели, а потом была выброшена одной из звезд или другой планетой. Странность этой ситуации в очередной раз демонстрирует, что звезды в любых условиях прекрасно справляются с ролью фабрик планет.

В созвездии Чаша, в 150 световых годах от Земли, находится четырехкратная звездная система HD 98800. Она состоит из двух пар звезд, кружащихся, подобно лошадкам на детской карусели, друг вокруг друга на расстоянии всего лишь 50 а.е. Чтобы представить себе, насколько плотно должны располагаться компоненты такой системы, достаточно мысленно поместить четыре звезды в промежуток между Солнцем и поясом Койпера. Обнаружить планеты в этой системе не удалось, но одну из звездных пар окружает остаточный диск.

Остаточные диски состоят из фрагментов межзвездной пыли, образовавшихся, подобно стружке на мебельной фабрике, во время столкновений планетезималей и прочих объектов. В отличие от протопланетных дисков, остаточные диски появляются в конце процесса формирования планет. Поскольку пыль теплая, такие телескопы, как «Спитцер», способны обнаруживать эти диски по инфракрасному излучению.

Согласно данным наблюдений с помощью «Спитцера», остаточный диск вокруг этой необычной двойной системы разделен на две половины. Внешняя часть располагается почти в 6 а.е. от пары звезд, тогда как внутренняя простирается от 1,5 до 2 а.е. В промежутке между двумя частями ничего нет.

Наличие пустого пространства может указывать на невидимую планету. Такой скрытый мир при движении по своей орбите вполне мог подобрать небольшие глыбы, расчистив полосу в обломочном материале. Однако это всего лишь предположение, так как столкновения, в результате которых появились обломки, совсем не обязательно должны были привести к формированию мира размером с планету. Нельзя исключать вариант, при котором процесс остановился на объектах размером с астероид. А свободный промежуток мог образоваться в результате взаимодействия гравитационных сил четырех солнц, находящихся неподалеку друг от друга. Но если планета все-таки существует, то в ее небе должны быть видны четыре солнца. Расстояние до двух из них должно казаться чуть бóльшим, чем расстояние до Солнца с точки зрения наблюдателей на поверхности Земли. Остальные два должны выглядеть приблизительно так же, как Плутон.

Но и это не предел — во Вселенной встречаются еще более сложные системы. В созвездии Большая Медведица, на расстоянии 250 световых лет от нас, имеется система из пяти звезд. Пятерная система состоит из двух двойных звезд и одной одиночной. А если заглянуть в созвездие Близнецы, можно увидеть яркую звезду Кастор, сверкающую светом шести звезд. Планет в этих системах пока не нашли, но если бы они там были, в их небе можно было бы увидеть такое, что заставит забыть о выдумках писателей-фантастов.