Планета не к месту

Экзопланета HD 106906 b уникальна для внеземных миров и уж тем более странна с точки зрения Солнечной системы. Масса планеты в 11 раз превышает массу Юпитера, а ее расстояние до звезды составляет около 650 астрономических единиц. Это самая далекая от своей звезды открытая планета. Кроме нее в около звезды HD 106906 других планет пока не обнаружено. «Эта система чрезвычайно интересна, так как ее нельзя объяснить ни моделями образования планет, ли теориями рождения звезд», – говорит один из авторов исследования Ванесса Бейли, студентка Аризонского университета.

Планеты, находящиеся близко к звезде, как например Земля, образуются при постепенном слипании обломков камней размерами с типичные астероиды, которые, в свою очередь, родились из протопланетного диска пыли и газа, окружающего молодую звезду и оставшегося после ее образования. Этот процесс, однако, протекает слишком медленно для образования газового гиганта. Столкновения происходят редко, и при каждом часть материала теряется из-за мощного удара. Газовый гигант может родиться при прямом сжатии крупного резервуара материала под действием гравитационного поля. Однако необходимая плотность может достигаться только близко к звезде. Вдалеке от звезды никак не может быть достаточно материи, чтобы планета вроде HD 106906 b могла быстро образоваться. Существует несколько теорий, пытающихся объяснить рождение крупных планет на высоких орбитах.

«Двойная система образуется, если два близких сгустка материи более-менее независимо сжимаются, чтобы родить звезды. При этом эти два сгустка должны находиться достаточно близко, чтобы их гравитационные поле не позволили им разлететься, ­­– говорит Бейли. – Вполне возможно, что так и происходило в случае системы HD 106906. Звезда и планета родились независимо друг от друга, но по какой-то причине резервуар материала, из которого образовалась планета, был недостаточен для рождения светила. Ее масса не позволила начать термоядерный синтез». Проблемой в таком сценарии является типичное отношение масс двух звезд в двойной системе, составляющее 10 к 1. «В нашем случае отношения составляет 100 к 1, – говорит Бейли. – Такие экстремальные отношения невозможно объяснить с помощью теорий образования звезд, точно также как нельзя образовать огромную планету на большом удалении от звезды».

Какой бы сценарий ни имел место, в системе HD 106906 еще можно наблюдать следы происходивших процессов – небольшое количество пыли протопланетного диска, из которого образовалась звезда и ее планета или планеты, ведь многие миры около этой звезды могут быть еще не обнаружены. «Системы вроде этой, в которых мы обладаем важной информацией о среде, в которой находятся планеты, очень редки и важны. Именно они позволяют проверять теории образования планет, – говорит Бейли. – Будущие наблюдения за орбитой планеты и состоянием остатков протопланетного диска могут пролить свет за сегодняшнюю загадку». Саму планету тоже можно наблюдать – еще одна важная особенность системы. Возраст системы HD 106906 составляет всего 13 миллионов лет. Земля в 350 раз старше и потому очень холодная, тогда как HD 106906b еще светится за счет тепла, запасенного при рождении. Температура ее поверхности составляет около 1500 градусов Цельсия. Звезда, конечно, все равно оказывается намного ярче, и на ее фоне планету рассмотреть очень трудно. Для этого нужен мощный телескоп, не связанный помехами атмосферы, сравнимыми с излучением планеты. Таким телескопом является орбитальная обсерватория Хаббл, которая к тому же работает в инфракрасном диапазоне. Именно на этих длинах волн теплый мир можно различить рядом со звездой, излучение которой на других длинах волн совершенно забивает сигнал планеты. Кроме Хаббла использовался и наземный телескоп. Это один из крупнейших аппаратов планеты, 6.5-метровый телескоп Магеллана, на котором установлена самая современная система адаптивной оптики, позволяющая учитывать возмущения, вносимые атмосферой. Эта система состоит из вспомогательного зеркала телескопа, состоящего из 585 отдельных элементов, каждый из которых может поворачиваться до 1000 раз в секунду, чтобы компенсировать искажение излучения далеких объектов, вносимых атмосферой.

Наземный телескоп с такой системой имеет те же возможности, что и намного меньший космический аппарат Хаббл. Тогда как Магелланов телескоп применялся для изучения планеты, возможно детального изучения ее спектральных характеристики и, главное – доказательства ее уникального излучения, а не части излучения звезды. Хаббл был необходим, чтобы подтвердить, что объект HD 106906 b является частью системы, а не случайно оказавшимся в поле зрения объектом. Данные восьмилетней давности подтвердили, что HD 106906 b движется вместе со звездой по небесной сфере. Спектральный данные, собранные Хабблом, правда, очень бедны и не добавляют новой информации о HD 106906 b.