Элизабет Таскер - Фабрика планет. Экзопланеты и поиски второй Земли

Поскольку все, что имеет массу, заставляет свет отклоняться, планета, обращающаяся вокруг линзируемой звезды, также должна вносить свой вклад в это явление. Выступая в качестве дополнительной мини-линзы, она вызывает заметное изменение величины, на которую увеличивается и уменьшается яркость фонового источника. Как раз благодаря такому изменению и удалось обнаружить OGLE-2013-BLG-0341L B b.

Акроним OGLE, который можно называть одним из лучших в истории изучения Галактики, расшифровывается как «оптический эксперимент по гравитационному линзированию» (Optical Gravitational Lensing Experiment). Руководство проектом OGLE осуществляют специалисты из Варшавского университета в Польше, а большинство наблюдений проводятся в обсерватории Лас-Кампанас в Чили. Хотя основной задачей OGLE является изучение темной материи, в рамках проекта удалось обнаружить уже около 20 экзопланет. Планета OGLE-2013-BLG-0341L B b попала в поле зрения исследователей, когда они занимались поиском объектов в области звездного балджа — густо усеянной звездами центральной части нашей Галактики. Отсюда сокращение BLG в ее названии, которое указывает на то, что она находится в балдже (bulge). Цифры 2013 указывают на год начала сезона наблюдения, а 0341 — обычный порядковый номер. Последняя буква L является признаком того, что объект был найден с помощью линзирования. Она помогает отделить его от ряда других объектов, обнаруженных в рамках OGLE с помощью транзитного метода. Прописная буква B означает, что звезда, к которой относится планета, не одинока: она является частью двойной системы с очень маленьким расстоянием между звездами.

В ходе эпизода линзирования было зафиксировано три скачкообразных изменения яркости при прохождении фоновой звезды позади системы: два больших двойных от каждой из двух звезд и еще один поменьше — от планеты. Анализ показал, что система состоит из двух тусклых карликов, обращающихся одна вокруг другой на расстоянии 15 а.е., что больше расстояния от Солнца до Сатурна, но меньше, чем до Урана. Планета обращается вокруг одной из этих звезд на близком к земному расстоянии 0,8 а.е. при массе, приблизительно в 2 раза превышающей массу нашей планеты. Несмотря на незначительную разницу в расстоянии до звезды, обнаруженная планета оказалась намного холоднее Земли. Причина в том, что при массе, равной 10–15% массы Солнца, карликовая звезда приблизительно в 400 раз тусклее нашего светила. Поэтому новая планета — это холодный, темный мир с температурой поверхности около –213 °C, что делает его холоднее Европы — ледяного спутника Юпитера. Даже если эта планета имеет твердую поверхность, на Землю она не похожа.

Несмотря на отсутствие сходства с Землей, OGLE-2013-BLG-0341L B b служит доказательством возможности формирования планет вокруг звезды, у которой есть очень близкий компаньон. Вопрос о том, как именно планета смогла собрать достаточно вещества в столь плотно организованной системе, остается открытым, но ряд идей, объясняющих ее формирование, кажутся вполне убедительными. Согласно одной из самых простых гипотез, высокая скорость столкновения планетезималей, обусловленная эллиптической формой их орбит, не является такой уж большой проблемой, как считалось ранее. Сопротивление со стороны газа может компенсировать воздействие притяжения второй звезды, удерживая планетезимали на круговых орбитах. Вторая идея связана с таким механизмом, как потоковая неустойчивость, о котором шла речь в главе 2. Предполагается, что планетезимали могут скапливаться и падать в центр под действием собственной совокупной гравитации.

Согласно еще одной интригующей гипотезе, компоненты двойной звезды когда-то существовали отдельно друг от друга. Звезды образуются в скоплениях, где расстояние между звездными соседями совсем невелико. В этих условиях могут появляться звездные системы с тремя и более звездами, обращающимися вокруг общего центра масс. Они могут быть нестабильными: скорости звезд постоянно изменяются под воздействием гравитационных сил из множества источников. В определенный момент группа распадается, и из нее выбрасывается звезда. Отдав большое количество энергии выброшенной звезде, оставшиеся звезды сближаются. Если OGLE-2013-BLG-0341L B когда-то была частью такой тройки, при сокращении числа звезд в системе до двух расстояние между ними могло сократиться с более чем 100 а.е. до текущего небольшого значения. Поэтому процесс формирования планеты вполне мог проходить в относительной безопасности, без вмешательства звезды-компаньона. А когда звезды сблизились, планета осталась на той же орбите.