Ранее высказывалось предположение, что орбиты Седны и некоторых других столь же странных объектов пояса Койпера стали такими из-за гравитационного воздействия звезды, которая некогда пролетела мимо Солнца на расстоянии 150 – 200 а.е. По мнению учёных, эта звезда – красный карлик со звёздной величиной в пределах 7-12 единиц – время от времени сближается с облаком Оорта, окутывающим Солнце, и заставляет располагающиеся в нём кометы устремляться во внутренние пределы Солнечной системы, вследствие чего начинается массированная бомбардировка поверхности Земли и других планет. Это, естественно, не слишком выгодно сказывается на состоянии биосферы планеты. Например, исследователи Дэвид Рауп и Джон Сепковски, переработав колоссальный объём статистических данных, пришли к выводу, что массовые вымирания животных случаются раз в 26 миллионов лет.
В контексте же свидетельств о том, что двойник нашего Солнца в определенное время сближался со своим собратом, особенно интересен тот факт, что звезда (тусклый оранжевый карлик) Glise 710 из созвездия Змеи приближается к нам со скоростью несколько десятков километров в секунду. Российский астроном Вадим Бобылев из Главной (Пулковской) обсерватории (ГАО РАН) воспользовался данными, собранными европейским исследовательским зондом «Hipparcos», о движении примерно 35 тысяч ближайших к нам звезд. Реконструировав их орбиты, он высчитал, что звезда Glise 710 с вероятностью в 86 процентов подойдет очень близко к Солнечной системе. И не исключено, что даже окажется на орбите Плутона. Произойдет это не скоро – не в 2012 году, а через 1,45 миллиона лет. Звезда Glise 710 массой в 0,6 солнечной, расположенная в созвездие Змеи, пока находится от нас в 63 световых годах. Но через 1,35 миллиона лет она сократит это расстояние до 13 тысяч астрономических единиц (астрономическая единица равна расстоянию от Земли до Солнца) или 77 световых дней. Гравитация Glise 710 изменит траектории космических тел в облаке Оорта – колоссальное «хранилище» миллиардов ледяных глыб, расположенном за орбитой Плутона и направит многие из них к Земле. Примерно каждый год к Солнцу будут прилетать до десяти комет, и эта ситуация сохранится в течение 3-4 миллионов лет. Когда на Земле жили первобытные люди, несколько звёзд чудом разминулись с Солнцем.
300 тысяч лет назад к нам довольно близко подлетал белый карлик WD 0310–688 (HIP 14754).
Всего 70 тыс. лет назад красный карлик (9% массы Солнца) прошел мимо Солнца всего в каких-то 0,6 светового года (раньше считалось – 0,8), в пределах «гравитационной границы» Солнечной системы – и скрылся во тьме.
Международная команда астрофизиков, в которую входит и сотрудник Института астрономии им. Штернберга Алексей Князев, предлагает назвать ее звездой Шольца. Насколько известно, ни одна звезда в такой близости от Солнца не проходила – светило находилось во внутренних регионах Облака Оорта, области, в которой удерживается масса ледяных тел, иногда прилетающих к нам в виде комет. Вследствие этого происходило «возмущение» в самом Облаке Оорта, вырывеание из него комет и астероидов и падение части из них на Землю. 0,8 светового года – это около 52 тыс. расстояний от Земли до Солнца, или примерно 8 трлн км. По астрономическим меркам чрезвычайно близко: например, дистанция до ближайшей к нам звезды, Проксимы Центавра, составляет 4,2 световых года. Несмотря на всю близость к нам, вектор скорости звезды Шольца до сих пор направлен почти строго от Солнечной системы в направлении созвездия Близнецов. Сегодня звезда Шольца не так близка – за прошедшие десятки тысяч лет она отдалилась от Солнца на 20 световых лет. Но у звезды имеется довольно крупный «компаньон», коричневый карлик, которій вращается вокруг неё. Сама же звезда – тусклый и холодный красный карлик WISE J072003.20–084651.2 – почти не имеет углового движения. Вполне возможно, что наши предки рассмотрели в ночи их слабый красноватый свет. А может тогда их светимость была выше и на небе было видно три солнца. Не исключено, что и ночью было светло и климат был более ровный и теплый по причине повышенного излучения от объектов. И это могло длиться тысячелетиями! Может это объясняет теплый климат, буйство растительности и животного мира даже в приполярных областях?
Визит следующей звезды состоится не скоро: по имеющимся расчетам, через пару сотен тысяч лет ближе других к Солнцу подойдет звезда HIP 85605, которая пока находится в 200 световых годах.
Исследования также показали: за прошедшие 2 миллиона лет с нашим миром сближались 9 звезд. А за десятки миллионов лет их было гораздо больше.
Какие-то, возможно, имели планеты. Среди них могли быть обитаемые планеты, с высоко развитым населением, освоившим хотя межпланетные перелеты. Они могли добраться до Земли. И такое путешествие не выглядело бы сверхъестественным (межзвездным) перелетом, для которого нужны скорости света. Не исключено, что примитивные предки людей были свидетелями хотя бы одного из них. Застанет ли очередной звездный визит, через 1,45 миллиона лет, кого-нибудь на Земле, не известно. Вряд ли существует хоть какая-то вероятность того, что прилетевшая звезда будет захвачена Солнцем и разместится на его орбите. За прошедшие миллионы, а то и миллиарды лет, никто из гостей не остался у хозяйки. Однако иное можно утверждать об планетарных телах, оставшихся в Солнечной системе.
Кроме отставших от «материнской звезды» планет к Солнцу и Земле могут приближаться и планеты, «бежавшие» от взрыва сверхновой звезды. Учёные из Кембриджа смоделировали взрыв сверхновых. Самым интересным результатом работы оказалась судьба планет, переживших великую космическую «бурю». Новая теория базируется на нескольких компьютерных моделях, которые в свою очередь решают задачу двух тел. Эта задача классической механики в данном случае усложнялась одним значимым условием: одним из тел была умирающая звезда, постоянно теряющая массу. В результате в достаточно простые математические вычисления пришлось внести поправки. Только так удалось построить орбиты планет, двигающихся вокруг умирающих звёзд (с определённой долей вероятности). Получилось, что взрыв сверхновой уничтожает все объекты, находящиеся на расстоянии нескольких астрономических единиц. Те же «везунчики», что кружат на расстоянии сотен а.е., выбрасываются в межзвёздное пространство и иногда захватываются соседней звездой. В некоторых случаях планеты остаются в системе, но их орбиты значительно увеличиваются. Тогда «дочки» звезды начинают двигаться вокруг останков сверхновой (нейтронной звезды или даже чёрной дыры). Впрочем, вряд ли можно назвать такой исход удачным, ведь условия для этого мира меняются радикально. Учёные отмечают, что наиболее вероятным выброс планет будет, в случае если масса звезды находится в промежутке 7-20 масс Солнца. Таким образом, нынешняя работа учёных из Кембриджа объясняет наличие свободных миров, которые были обнаружены ранее, а также позволяет предположить, что ещё большее их количество будет найдено впоследствии. Авторы нынешнего исследования осторожно замечают, что планет «без хозяина» может быть даже больше, в том числе в Млечном Пути.
Однако появление блуждающих планет может быть обусловлено и другими процессами. Например, более крупные соседки могут вытягивать их с их орбит и выкидывать в космическое пространство. На съезде «Американской ассоциации за продвижение науки» (American Association for the Advancement of Science) с интересным докладом выступил главный администратор NASA по науке, планетолог и руководитель миссии «New Horizons» Алан Стерн (Alan Stern). Он утверждает, что в Солнечной системе существуют ещё сотни неоткрытых и довольно увесистых тел, и некоторые из них могут оказаться сравнимыми по размеру с нашей собственной планетой: «… Более тысячи объектов уже обнаружены только в одном поясе Койпера». И, как известно, среди них есть такие, что по диаметру составляют сотни километров и даже свыше одной тысячи. А ведь тела, сравнимые по «габаритам» с Землёй, могут ещё скрываться и в облаке Оорта: «… Они будут выглядеть как замороженные Земли, – рассказывает астроном. – Наше старое представление, что в Солнечной системе девять планет, будет заменено на понимание того, что существуют сотни, если не тысячи планет в нашей системе». Да, о том, что на внешних окраинах Солнечной системы могут скрываться ещё сотни крупных космических тел, часть из которых может быть больше Плутона, а какие-то — размером с Землю, астрономы заговорили несколько лет назад. К примеру, та же загадочно сияющая Эрида (Eris, иначе — Эрис, и она же, ранее и неофициально — Ксена) оказалась даже тяжелее Плутона (и больше по размеру). Вал подобных открытий и малых, и больших объектов в поясе Койпера заставил учёных даже пересмотреть официальную классификацию небесных тел, по которой, напомним, «классических планет» у нас ныне имеется всего восемь, а Церера, Плутон и Эрида причислены к новому классу — «карликовые планеты». Если добавить, что недавние открытия, похоже, заставят астрономов ввести ещё и промежуточный класс тел, располагающихся (по свойствам) между кометами и астероидами, становится ясно, что знания о нашей планетной семье нам придётся пополнить удивительными сведениями ещё не раз. А уж про планеты у других звёзд и говорить нечего».
Сейчас астрономы открыли около десятка таких «блуждающих» планет, в основном, газовых гигантов, которые блуждают по просторам Галактики без каких-либо родительских звёзд, совершенно самостоятельно. В среднем расстояние от этих новооткрытых планет до Земли составляет 10-20 тысяч световых лет. И именно в январе 2016 г. авторитетные научные журналы «Science» и «Nature» сообщили миру данные из опубликованной в «Astronomical Journal» под названием «Evidence for a Distant Giant Planet in the Solar System» статьи ученых Калифорнийского технологический университет Константина Батыгина и Майка Брауна (все того же открывателя Седны!) – на окраинах Солнечной системы ими обнаружена девятая планета! Сообщается, что планета найдена путем математического анализа возмущений, которые испытывают множество ледяных тел из так называемого Пояса Койпера – огромной области пространства за орбитой Плутона. Расчеты показали, что планета вращается вокруг Солнца на расстоянии 20 орбит Нептуна от Солнца (или 200 орбит Земли (а.е.), т.е. это в семь раз больше расстояния между Нептуном и Солнцем). Максимальное удаление Планеты Х оценивается в 600-1200 астрономических единиц, что выводит ее орбиту за пределы пояса Койпера, в котором располагается Плутон. В силу такой удаленности от Солнца планета не видна и делает полный оборот вокруг Солнца за 10–20 тыс. лет. По словам ученых, если сейчас планета близка к своему перигелию, поискать ее можно в прошлых обзорах неба. Если успела удалиться, поймать ее могут телескопы типа 10-метровых инструментов в обсерватории Кека. Рассчитанная масса объекта в 10 раз больше массы Земли не оставляет сомнений в том, что ее с полной уверенностью можно отнести к планете, ведь она в пять раз тяжелее Плутона. Ее химический состав похож на таковые у газовых гигантов Урана и Нептуна. В отличие от огромного числа мелких объектов Солнечной системы, например карликовых планет, девятая планета гравитационно доминирует в протяженной области Пояса Койпера, где она вращается. Более того, эта область куда больше и пространства, в которых доминируют и все остальные, известные планеты Солнечной системы. Это, по выражению М. Брауна, делает ее «самой планетной из планет Солнечной системы». Как полагают М. Браун и К. Батыгин, объект 4,5 миллиарда лет назад был выбит из протопланетного диска вблизи Солнца [Котляр П. Девятая планета открыта // http://www.gazeta.ru/science/2016/01/20_a_8032487.shtml].
В апреле 2016 г. было сообщено, что два планетолога из Гарвардского университета, Мэттью Хольман и Мэттью Пейн в статье, размещенной в электронной библиотеке Корнеллского университета, выступили с сообщением, что им удалось уменьшить размеры космического «стога сена», в котором астрономы будут искать «иголку» – девятую планету-гигант. В этом им помогли данные с зонда «Кассини», которые их коллеги из другой научной группы месяцем ранее использовали для заметного сужения масштабов поисков, а также особая компьютерная модель, с помощью которой М. Хольман и М. Пейн смогли оценить то, как притяжение «планеты Икс» влияет на поведение лун и других небольших объектов в системе Сатурна, где находится зонд «Кассини». Подобное сужение масштабов поиска «планеты икс», как рассказал журналу «!New Scientist» астрофизик Дэвид Гердес, позволяет использовать для ее поисков совершенно неожиданный инструмент – мощнейшую камеру DECam с разрешением в 440 мегапикселей, которую космологи используют для поиска следов таинственной темной энергии, заставляющей Вселенную расширяться с ускорением. Таким образом, предполагается, что «планета Икс», скорее всего, находится в узкой полоске на ночном небе южного полушария Земли. Ее центр расположен в созвездии Кита, а края – в созвездии Эридана, Печи и Рыб [Учёные сузили зону поиска таинственной «планеты икс» // http://ria.ru/science/20160421/1416441441.html].
В июне 2016 г. учёные-астрономы под руководством Александра Мастилла (Alexander Mustill) из университета Лунда (Швеция) выступили с уточнением относительно «Девятой планекты» («Планета Х»; «Планета Батыгина и Брауна»): она представляет собой экзопланету, которая, волей случая, оказалась захвачена гравитацией Солнца. Анализ орбиты и потенциальных размеров и других параметров загадочной девятой планеты указывает на то, что она могла возникнуть не вместе с Землей и прочими классическими планетами, а за пределами Солнечной системы [Mustill Alexander J., Raymond Sean N., Davies Melvyn B. Is there an exoplanet in the Solar System? // http://arxiv.org/abs/1603.07247].
Несколько ранее астрономы Эдинбургского университета обнаружили необычные условия, которые присутствуют в атмосфере необычной экзопланеты PSO J318.5-22, находящейся в 75 световых годах от Солнца. Известно, что эта планета летает свободно в пространстве и не привязана ни к одной из звезд. При помощи телескопа в Чили астрономы получили сотни инфракрасных изображений этой планеты и выяснили, что ее атмосфера состоит из множества тонких и толстых слоев, что заставляет ее менять видимый блеск. По словам ученых, планета сравнима по размерам с Юпитером, однако масса ее примерно в восемь раз больше. При этом температура в облаках атмосферы превышает 800 градусов Цельсия. Астрономы доказали, что в атмосфере PSO J318.5-22 присутствует раскаленная пыль и капли расплавленного железа, за что некоторые СМИ прозвали эту планету «дьявольской». Открытие последовало за многолетним обзором центральной части Галактики, выполненным астрономами из Японии и Новой Зеландии. Они обработали данные, полученные в период в 2006 и 2007 годах с помощью 1,8-метрового телескопа MOA-II в новозеландской обсерватории «Маунт Джон» и 1,3-метрового телескопа Варшавского университета в обсерватории «Лас-Кампанас» в Чили. Непосредственно увидеть эти планеты не могли, но их обнаружили по гравитационному микролинзированию – кратковременному искажению света далёкой звезды при прохождении планеты между ней и наблюдателем.
Вполне можно сказать – перед нами первые обнаруженные планеты, свободно плавающие в космосе. Ещё при обнаружении предыдущих одиноких объектов специалисты решили, что такие тела и возникать тоже могут вполне самостоятельно, из первичных газовых облаков, то есть по схеме образования звёзд. Косвенное подтверждение такой точки зрения — открытия планетарных систем, в которых компаньон звезды, весящий как 10-12 Юпитеров, рождался не из протопланетного диска светила, а отдельно (как возникают двойные звёзды). В то же время для новых объектов такая схема образования непригодна. По оценке авторов исследования, если бы одинокие Юпитеры сами конденсировались посреди космоса, таких в данном обзоре удалось бы найти от силы пару, а не десять штук. Есть также шанс, что некоторые планеты из десятки на деле всё же вращаются вокруг какой-то звезды, только по чрезвычайно удалённой орбите. Но вероятность этого учёные оценивают как низкую. Потому для блуждающих газовых гигантов они выдвигают иную версию происхождения. Планеты эти были рождены в обычных планетарных системах, но вскоре были выброшены прочь из-за гравитационного взаимодействия при близком прохождении других крупных планет или звёзд («планетарный бильярд»).
Есть и факты, что такие планеты вращаются на очень удаленных орбитах от своих солнц. Например, астрономам была известна планета, которая имеет обозначение 2MASS J2126–8140, и считалось, что этот газовый гигант, который тяжелее Юпитера примерно в 12-15 раз, представляет собой одинокую планету-изгоя, не имевшую собственной звезды. Однако новые наблюдения показали, что 2MASS J2126–8140 вращается вокруг звезды TYC 9486–927–1 по очень удаленной орбите, равной одному триллиону километров (это примерно в 140 раз больше, чем расстояние от Солнца до Плутона), совершая один оборот вокруг светила за 900 тысяч лет. Таким образом, эта открытая планетарная система, стала рекордсменом по своей протяженности, в три раза превышая открытые ранние. Пока ученым неясно, по каким причинам планета 2MASS J2126–8140 оказалась так далеко от своего светила, при таком довольно юном возрасте, который оценивается всего в 10-45 миллионов лет.
Но также многие освободившиеся из-под опеки родительской звезды миры переходили на орбиты вокруг центра Галактики.
Астрономы указывают, что процессы выброса планет из молодых систем должны быть обычными. И независимых от звёзд планет в Млечном Пути едва ли не вдвое больше, чем звёзд. Выявить все такие планеты затруднительно, поскольку большая часть из них должна быть сравнима по массе с Землёй (лёгкие планеты чаще выбрасываются своей звездой). В то же время метод поимки через микролинзирование достаточно чувствителен лишь для обнаружения Юпитеров. Число таких планет в Галактике чудовищно велико и распространённость свободных миров не ниже, чем тех, что вращаются вокруг солнц.
В 2015 г. было объявлено, что учёные наконец смогли установить, что самая удаленная от своей звезды экзопланета была изгнана из системы собственным светилом. Система HD 106906 находится на расстоянии 300 световых годах от Земли в созвездии Южного Кроеста и представляет собой пример молодой системы в фазе космической стройки – она возрастом всего в 13 миллионов лет (к сравнению – возраст Солнечной системы оценивается до 5 миллиардов лет). В 2013 году ученые, при помощи космических телескопов «Хаббл», «Спитцер», а так же ряд наземных телескопов исследовали эту звёздную систему. Изначально астрономы рассчитывали найти у звезды газопылевой диск. Диск астрономы нашли, его размер оказался 120 а.е. Однако кроме него была открыта и планета HD 106906 b, которая оказалась удалена от своей материнской звезды на фантастическое расстояние в 650 а. е., то есть почти в 16 раз дальше от светила, чем Плутон от Солнца. Нахождение планеты на таком большом удаление плохо укладывалось в ряд существующих моделей формирования планетарных систем, поэтому астрономы провели еще ряд исследований системы и выяснили, что планета HD 106906 b была «выкинута» своей звездой на дальние окраины. Доказательством этого является то, что остатки протопланетного диска вокруг HD 106906 сдвинуты в сторону относительно звезды, а плоскость вращения экзопланеты вокруг звезды имеет угол наклона 21 градус. Эти данные позволили предположить, что HD 106906 b была вытеснена на периферию системы относительно своего первоначального положения. И скорее всего, в этом «приложила свою руку» родная звезда планеты.
Ранее учёные уже открывали свободно путешествующие объекты планетарной массы. Но это были очень крупные газовые гиганты, которые можно было (пусть и с натяжкой) отнести к коричневым карликам. Ведь граница между ними и планетами по массе достаточно условна.Например, особый интерес также представляет обнаруженная американскими астрономами по соседству с Солнечной системой рекордно холодная звезда, температура которой не превышает комнатной – всего лишь 25 градусов Цельсия. Звезда относится к классу «несостоявшихся звезд» или «коричневых карликов». Их масса меньше 7% массы Солнца (около 70 масс Юпитера). «Обычные» звезды, обладающие достаточной массой и плотностью, светят благодаря идущей в их недрах термоядерной реакции – чаще всего, превращения водорода в гелий. Однако коричневые карлики не обладают массой, достаточной для начала реакции, постепенно угасают и охлаждаются. Во многих отношениях коричневые карлики сходны с планетами – газовыми гигантами, такими, как Юпитер и Сатурн. Коричневые карлики невозможно обнаружить в обычный телескоп, поскольку они почти не излучают в видимом диапазоне. Большую часть энергии они испускают в дальнем инфракрасном диапазоне, который нельзя наблюдать с Земли. Найденные карлики класса Y расположены по соседству с Солнечной системой, на расстояниях до 40 световых лет. Один из них – WISE 1541-2250 – может являться седьмой среди самых близких к Солнцу звезд. Расстояние до него составляет лишь около 9 световых лет, что лишь вдвое больше расстояния от Солнца до ближайшей звезды – Проксимы Центавра (4 световых года). Учеными утановлено, что коричневый карлик 2007 OR10 по прозвищу Белоснежка – это ледяной мир. Примерно половина поверхности на нем покрыта водяным льдом. Новые результаты исследования также предполагают, что красноватый карлик может содержать тонкий слой метана как остатки некогда существовавшей атмосферы, который сегодня медленно утекает в космос. Ученые уверены, что некогда эта планета была миром с водой и атмосферой, а сегодня она заморожена и мертва. Белоснежка, открытая в 2007 году, вращается вокруг звезды на краю Солнечной системы. Она примерно вдвое меньше Плутона и является пятой наименьшей планетой-карликом. В момент открытия профессор Браун ошибочно предположил, что это ледяное тело, которое откололось от другой карликовой планеты Хаумеа. Белоснежкой находку назвали за ее предполагаемый белый цвет. Однако позже выяснилось, что это едва ли не самый красный объект в солнечной системе. Стоит отметить, что Хаумеа, пятая в Солнечной системе карликовая планета, а также как минимум один из двух ее спутников полностью покрыты водным льдом, который иногда подтаивает под действием тепла радиоактивных элементов, присутствующих на карликовой планете. Среди всех объектов Солнечной системы Хаумеа является довольно странным. Она имеет размер, сравнимый с размером Плутона, но сильно вытянутую форму и период вращения вокруг своей оси около 4 часов, также она имеет 2 спутника с периодамиобращения 18 и 49 суток.
В июле 2009 года на сайте испанских астрономов StarViewer Team из Мадрида была опубликована статья о том, что вблизи Плутона еще в 1984 г. был обнаружен «коричневый карлик». Как утверждают испанские астрономы, звезда (коричневый карлик) расположен почти сразу же за орбитой Плутона в направлении созвездия Стрельца. Необычное небесное тело находится на расстоянии ~ 60-66 а.е. от Солнца (1 а.е. это расстояние от Солнца до Земли), т.е. практически уже в Солнечной системе. Масса этой экзотической звезды всего в 1,9 раз больше, чем у Юпитера. Коричневый карлик перемещается, приближаясь к орбите Плутона. Официальное название этого объекта G1.9+0,3.
Испанские астрономы открыто обвинили ученых NASA в утаивании информации о том, что в нашей Солнечной системе присутствует ещё одна звезда, которая своим тяготением влияет на орбиты известных нам планет, и своим тяготением периодически забрасывает кометы из облака Оорта. Они утверждают, что всё это давно известно астрономам NASA, которое просто напросто водит всех за нос, скрывая эту информацию от обычных людей. Только через год ученые NASA отреагировало на многочисленные вопросы о коричневом карлике G1.9, ответив на своём официальном сайте, что вся эта история выдумка и ложь, потому что если бы это было так, то этот объект уже давно был бы открыт астрономами-любителями. Представитель NASA открыто обвинил испанских астрономов в обмане. После этого в Википедии появилась статья об объекте G1.9+0,3, где утверждается, что это самый молодой известный остаток от взрыва сверхновой (SNR) в галактике Млечный Путь, т. е. нейтронная звезда. Расстояние от Земли до этого объекта 25 тысяч световых лет. Если рассматривать изображение звезды более тщательно, мы увидим, что этот объект имеет два спутника.
Само Облако Оорта, как предполагают, включает две отдельные области: сферическое внешнее облако Оорта и внутреннее облако Оорта в форме диска. Объекты в облаке Оорта в значительной степени состоят из водяных, аммиачных и метановых льдов. По словам ученых, в этой области Солнечной системы могут находиться небесные тела, размер которых достигает размера таких планет, как Марс или Земля. Астрономы полагают, что объекты, составляющие облако Оорта, сформировались около Солнца и были рассеяны далеко в космос гравитационными эффектами планет-гигантов на раннем этапе развития Солнечной системы. В частности, таким объектом является открытая к 2014 г. астрономами в облаке Оорта карликовая планета 2012 VP113, которая удалена от Солнца на 12 миллиардов километров. Диаметр 2012 VP113 не превышает 450 километров, что ученым дает основание присвоить ей статус карликовой планеты. Ныне она претендует на звание самой дальней планеты Солнечной системы. Карликовая планета получила шуточное название Байден, в честь вице-президента США Джозефа Байдена, так как в индексе небесного тела присутствует аббревиатура VP. Профессор Скотт Шепард из Института науки Карнеги в Вашингтоне вместе со своим коллегой, астрономом Чадвиком Трухильо из обсерватории Джемини на Гавайских островах при изучении кромки облака Оорта обнаружили около 900 объектов, по своим размерам схожих с карликовой планетой Седной. Карликовая планета Седна, вращающаяся вокруг Солнца на расстоянии в 76 астрономических единиц, была открыта в 2003 году. До нынешнего момента именно она считалась самым удаленным объектом Солнечной системы (если не считать некоторые астероиды, вращающиеся по вытянутым орбитам). Ученым удалось доказать, что один из объектов вращается по очень вытянутой орбите вокруг Солнца. При этом расстояние от Солнца составляет 80 единиц, то есть небесное тело является самым удаленным от нашей звезды.
Что касается Солнечной системы, то захваченной же вполне может оказаться пока ещё гипотетическая планета Тюхе. Это – газовый гигант, масса которой примерно в четыре раза превышает массу Юпитера, и которая, согласно некоторым предположениям, находится где-то за пределами облака Оорта на расстоянии около 2 световых лет или 0,7 парсек (18 921 056 354 853,64 км; расстояние до Тюхе на современном космическом корабле можно пролететь за 43 тыс. земных лет при скорости 49 000 км/час, примерно с кой двигаются «Пионер» и «Вояджер»; в 2014 г., после анализа предварительных данных, полученных с того же самого инфракрасного телескопа WISE, НАСА сообщило, что исключается возможность существования планеты-гиганта размером с Сатурн на расстоянии ближе 10 000 а.е. от Солнца, а новая планета размером с Юпитер не может существовать ближе, чем в 26 000 а.е. от Солнца, а это уже практически 0,4 светового года от нашей звезды), в то время как Проксима Центавра, ближайшая звезда, находится на расстоянии 1,3 парсек, или 4,22 световых года (= 37 817 025 120 000 км; ближайшие «коричневые карлики» – WISE J0254+0223 и WISE J1741+2553, находятся на расстоянии 18 и 15 световых лет).
В результате детального изучения орбит ледяных комет группа астрономов во главе с профессором Джоном Матезе из Университета Луизианы удалось установить, что около 20 процентов попадающих в Солнечную систему комет «втягиваются» гравитационными силами некоего массивного космического объекта, который находится за пределами облака Оорта. Тюхе как минимум в 1,4 раза крупнее Юпитера, но не является звездой, так как иначе процент захваченных гравитационным полем комет был бы гораздо больше. Скорее всего, Тюхе, как и Юпитер, состоит в основном из водорода и гелия и во многом похожа на Юпитер с его цветными пятнами, полосами и облаками. Возможно даже, что у Тюхе есть спутники. Пока визуально обнаружить планету не удаётся, но учёные предполагают, что телескоп WISE уже мог получить данные о существовании этого небесного тела (хотя проскакивали уже новости о непосредственном её наблюдении в инфракрасном диапазоне). Учёные Джон Матиз и Дэниэл Уитмайр из Университета Луизианы в Лафайете (США) указывают, что если рядом с нашей Солнечной системой действительно обитает планета-гигант, то её должна выдать температура: имея большие размеры, вследствие высокой гравитации, планета обладает своим запасом тепла, которое нагревает её. Температура Тюхе может быть где-то в районе минус 73 градусов Цельсия. Станет ли Тюхе в итоге новой девятой планетой, будет решать Международный астрономический союз (МАС), так как формально против этого есть веский аргумент: скорее всего, планета родилась возле другой звезды, а позднее была захвачена гравитацией Солнца. Кроме того, именно МАС должен утвердить название объекта. Тюхе – это имя древнегреческой богини случая и удачи. Оно было избрано в качестве названия неизвестной планеты в связи с теорией о том, что наше Солнце представляет собой двойную звёздную систему.
Гипотетический партнер Солнца получил название в честь богини возмездия Немезиды, а Тюхе считалась её сестрой. Идею о спутнике Солнца приписывают учёным Давиду Раупу (David Raup) и Жаку Сепкоски (Jack Sepkoski). Оба они палеонтологи и красная звезда Немезида понадобилась им для подтверждения разработанной ими в 1984 году теории о вымирании динозавров. Предполагается, что это звезда – коричневй карлик, настолько тёмная, что не может быть обнаружена с Земли. Хотя в настоящее время наличие такой звезды не требуется для объяснения вымирания динозавров, идея о Солнце как двойной звезде не лишена оснований – большинство окружающих нас звёзд принадлежат к двойным, тройным или кратным системам. Звезда, или протозвезда, спутник Солнца встречается в фантастической литературе. Например «Немезида» Айзека Азимова и «Ложная слепота» Питера Уоттса.
Существует гипотеза и о том, что Тюхе, наоборот, родилась в нашей Солнечной системе, но затем была выброшена из неё. В пору своего формирования Солнечная система была устроена далеко не так, как она выглядит теперь. Учёные уже вычислили, что планеты-гиганты рождались на несколько иных позициях. Только потом, вследствие динамической нестабильности, они перемещались до тех пор, пока орбиты всех тел не успокоились в том положении, что мы видим ныне. Но в этих построениях было одно слабое звено – Земля. Учёные в США провели подробное моделирование эволюции орбит планет в пору юности Солнечной системы, используя в качестве ключей анализ числа и расположения современных транснептуновых объектов. Оказалось, что в далёком прошлом Юпитер находился дальше от Солнца, но за счёт рассеивания большинства малых тел во внешние пределы системы сам постепенно сместился внутрь неё. И всё бы складывалось хорошо, но в процессе такого перемещения газовый гигант должен был передать большой импульс и внутренним планетам, вызывая с большой вероятностью столкновение Земли с Марсом или Венерой. Избежать этого можно было, только если Юпитер смещался к Солнцу быстро (прыжком), одновременно отталкивая наружу Уран или Нептун. Авторы работы просчитали и такой сценарий, но увидели, что Уран либо Нептун непременно выталкиваются из Солнечной системы прочь. Поскольку ни разрушения Земли и Марса, ни потери Нептуна не случилось, события развивались иначе. Расчёты показали, что увязать имеющиеся данные о прошлом с нынешними орбитами миров удаётся просто замечательно, стоит только допустить, что при рождении Солнечной системы планет-гигантов в ней было не четыре, а пять! Этот-то пятый газовый гигант, с массой примерно как у Урана или Нептуна, и был выброшен Юпитером в межзвёздное пространство.
«Предположение о том, что Солнечная система содержала более четырёх планет-гигантов на начальном этапе и выбросила некоторые из них, представляется вполне правдоподобным в связи с недавним открытием большого количества свободно плавающих планет в межзвёздном пространстве. Это открытие указывает, что процесс выброса планет может быть обычным явлением», — заключает автор работы Дэвид Несворни (David Nesvorny) из Юго-Западного исследовательского института. Будучи выброшена из Солнечной системы, планета-гигант потеряла свой газовый шар и превратится в экзопланету массой в 2-10 массы земли, а существующее магнитное поле обеспечивало бы существование атмосферы.
Если вы отправитесь в путешествие к самому краю Солнечной системы, в холодную зону пространства за Плутоном, то увидите нечто странное. После прохождения пояса Койпера, области космоса, изобилующей ледяными скалами, то вы внезапно увидите пустое пространство. Астрономы называют эту границу «скалой Койпера», так как после нее плотность космического каменного пояса резко уменьшается. Что является причиной? Единственным ответом на это может быть наличие десятой планеты в нашей Солнечной системе. Причем, чтобы так очистить пространство от мусора, она должна быть такой же массивной как Земля или Марс.
Интересное исследование провёл не так давно Стивен Деш (Steven Desch) из университета Аризоны. Он установил, что Уран и Нептун родились ближе к светилу, а чуть позже из-за гравитационного воздействия Юпитера и Сатурна «переехали» дальше к окраине, а потом ещё и орбитами обменялись. В настоящее время Нептун находится на расстоянии порядка 4,5 миллиардов километров от Солнца и является самой удалённой планетой «солнечной семьи» (напомним, что Плутон после своего «разжалования» к планетам не относится). Уран удалён от светила на меньшее расстояние – на 3 миллиарда километров. По его выкладкам выходит, что на пути движения от Солнца этим газовым гигантам вполне могли попасться «сверхземли» – планеты, весящие до 10 раз больше, чем наш родной мир. У других звёзд такие объекты, столь милые сердцу природы, уже были пойманы не раз, но в Солнечной системе сверхземель нет. По оценке учёного, нынешний спутник Нептуна Тритон некогда был луной сверхземли. При встрече парочки с газовым гигантом силы гравитации распределились так, что Нептун проглотил суперземлю (что и объясняяет его более горячее состояние, в отличие от близнеца Урана, хотя расположен в 1,5 раза дальше от Солнца), а Тритон был захвачен на аномальную ретроградную орбиту. В пользу версии с поглощением говорит, кстати, наклон осей вращения двух планет. Косой удар других тел – одно из вероятных объяснений такому наклону. Вообще же получается, что все четыре газовых гиганта в далёком прошлом могли быть «убийцами» планет. И пока орбиты миров приняли нынешний вид, хаос в молодой Солнечной системе, вполне вероятно, погубил таким манером несколько сверхземель и вдобавок не одну планету размером с Землю. Учёные говорят, что «сверхземли», если бы не повстречались с гигантами-пожирателями, со временем могли бы и сами набрать дополнительный газ, превратившись в гигантов. Но этого им просто не дали сделать.
«Хук» со стороны объекта планетарного размера мог повлиять на вращение Венеры вокруг своей оси (оно, как известно, аномально медленное и идущее с востока на запад). И особенности строения Меркурия, а также заметный наклон и вытянутость его орбиты – это, аналогично, вероятный результат удара по первой планете другого крупного объекта. Гигантский северный бассейн Borealis basin, охватывающий 40% марсианской поверхности, является следом от удара по Марсу тела, сравнимого с Плутоном.
Косвенно нынешние предположения подтверждают и примеры столкновений планет в других звёздных системах. Три свежих случая, горячие следы которых прослеживаются в данных наблюдений (на 2010 г.; например, две землеподобные планеты у звезды BD+20 307 столкнулись между собой сравнительно недавно), произошли всего несколько тысяч лет назад. Астрономы также предполагают, что некоторые из экстрасолнечных планет аномально большой плотности (то есть с крупным ядром и бедной атмосферой) родились в соударениях газовых гигантов, когда часть лёгких веществ оказалась распылена, а тяжёлые сформировали массивные ядра.
Любопытно, что катастрофы не только определили когда-то облик нашего дома – они поработают над ним и в далёком будущем. Ведь, по оценкам учёных, Солнечную систему ожидают новые столкновения планет. Существует небольшой шанс, что через 3,34 миллиарда лет Марс столкнётся с Землёй. Также есть вероятность столкновения Земли и Венеры или Меркурия и Венеры. Меркурий вообще может упасть на Солнце или улететь в межзвёздное пространство. Во всех случаях это означает уничтожение двух столкнувшихся планет в том виде, в каком мы их знаем. Удар столь массивных тел на скорости 10 километров в секунду говорит сам за себя. Подробнейшее численное моделирование эволюции орбит в Солнечной системе выполнили профессор Жак Ласкар (Jacques Laskar) и Микаэль Гастино (Mickael Gastineau) из Парижской обсерватории (Observatoire de Paris). Долгое время астрономы полагали, что орбиты планет в Солнечной системе стабильны и неизменны.
В общем, существует расчёт, согласно которому само Солнце и его планеты с приличной вероятностью могут быть похищены другой галактикой, и произойти это сможет примерно через два миллиарда лет. Так выходит по вычислениям Абрахама Лоэба (Abraham Loeb) и Томаса Кокса (Thomas Cox) из Гарвард-Смистоновского астрофизического центра (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics). Астрономы давно знают, что рано или поздно Млечный путь столкнётся с галактикой Андромеды. Ещё в 1959 году, используя законы Кеплера, учёные высчитали, что обе галактики сблизятся «до нуля» приблизительно через 4 миллиарда лет (а по некоторым оценкам – через 5 с лишним миллиардов). Сейчас они приближаются друг к другу на скорости 120 километров в секунду, но между ними – более 2 миллионов световых лет. Однако А. Лоэб и Т. Кокс напоминают, что в тех вычислениях не учитывалось влияние тёмной материи, относительно реальности которой лишь недавно стали появляться разнообразные свидетельства и доказательства. Кстати, идет речь о столкновении даже не галактик, а двух крупных скоплений галактик (галактических кластеров). Авторы новой работы использовали сложную астрономическую программу GADGET-2 и составили, как они утверждают, наиболее полную и чрезвычайно детальную модель динамики каждой из двух галактик и их взаимодействия, включая движение газа, звёзд и тёмной материи в обоих звёздных островах.
Поскольку тёмная материя влияет на обычное вещество посредством гравитации, по мере сближения двух галактик темп их движения навстречу будет возрастать куда больше, чем полагали исследователи ранее. Так что чудовищное столкновение произойдёт менее чем через 2 миллиарда лет, как показывает модель. И если для человека и такой срок – невероятно огромен, то для Солнца – уже нет. Дело в том, что в эпоху столкновения (а оно само по себе займёт 500 тысяч лет) наша звезда будет ещё жива. Ну и даже есть шанс, что в некоем виде будет существовать и человечество. Так что, быть может, кто-то пронаблюдает это событие вживую. При столкновении галактик они проходят друг сквозь друга (расстояния между звёздами так велики, что реальные столкновения между отдельными звёздами — крайне маловероятны). Однако из-за взаимного гравитационного влияния орбиты звёзд претерпят изменения. А, к примеру, часть звёзд Млечного пути будет выброшена из него в виде длинного шлейфа на расстояние до 65 тысяч световых лет от центра Галактики, а какие-то «наши» звёзды могут оказаться захваченными галактикой Андромеды. Что будет потом? Наши галактики разойдутся, но для того чтобы как на гигантских качелях вновь вернуться к следующему столкновению, которое случится уже менее чем через 1,5 миллиарда лет после первого. Наконец, через 5 миллиардов лет, считая от нашего времени, обе галактики сольются в одну огромную галактику, содержащую несколько сотен миллиардов звёзд. А. Лоэб и Т. Кокс придумали для неё имя – Милкомеда (Milkomeda). Самое интересное, что авторы исследования попробовали высчитать положение и динамику Солнца как во время столкновения, которое случится через пару миллиардов лет, так и во время последующих событий. Оказалось, что после первого столкновения наиболее вероятно, что наше родное светило останется примерно на своей орбите на том же удалении от центра Млечного пути (это 26 тысяч световых лет). Но есть 12-процентый шанс, что Солнце будет изгнано из Млечного пути в тот самый длинный хвост из звёзд нашей галактики, который образуется после столкновения. В начале же второго столкновения шанс на изгнание Солнца из основного диска Млечного пути повысится до 30% и далее составит уже 48% (к концу второго столкновения). А к моменту формирования Милкомеды шанс Солнца остаться примерно «на своём месте» падает до 32%. Но куда интереснее, что существует шанс в 2,7% на то, что Солнце будет захвачено галактикой Андромеды до того момента, когда ни её, ни Млечного пути в качестве самостоятельных образований уже не останется.
Кстати, столкновения галактик – дело не такое уж редкое. Одно из них происходит в нашу эпоху. Американский орбитальный инфракрасный телескоп Spitzer передал на Землю ряд изображений, которые показывают столкновение двух галактик в деталях, ранее недоступных учёным. Эти две галактики, известные как Антенны, находятся от нас на расстоянии 68 миллионов световых лет. Их взаимное поглощение началось 800 миллионов лет назад. Вращаясь вокруг общего центра тяжести и «падая» друг на друга, эти галактики медленно сливаются в одну. Область, где они пересекаются (большое красное пятно в центре), это место, рождающее мощные ударные волны в межзвёздных газе и пыли. Здесь, как выяснилось, идёт бурный процесс образования новых звёзд, инициированный столкновением. Ну а Андормеда, возраст которой оценивают в 12 миллиардов лет, уже переживала такое столкновение, правда с карликовой галактикой. Зато случилось это совсем недавно – всего 210 миллионов лет назад.
С орбитами всё ясно, но что происходит с возможной жизнью на таких выброшенных планетах (или их лунах)?
Астрономы предполагают, что она также может пережить взрыв сверхновой. Но необходимо выполнение одного условия: достаточное количество внутреннего тепла. Т.е. хотя одинокие миры освещены лишь слабым светом удалённых звёзд, по одной из теорий блуждающие планеты всё равно могли бы поддерживать у себя нормальные условия для жизни за счёт аннигиляции «тёмной материи»: более крупные планеты могли бы отлавливать и аннигилировать «вимпы» (слабо взаимодействующие массивные частицы, основные компоненты «темной материи» и составляющие сферическое гало нашей Галактики) внутри себя в таком количестве, что вода на их поверхности оставалась бы в жидком состоянии даже без дополнительного подогрева от родительской звезды. А тепло лун может обеспечиваться за счёт приливного трения, а также за счет выделения тепла «матерью-планетой» (например, Юпитер излучает энергии в два раза больше, чем получает от Солнца, что обусловлено ядерными реакциями, трением газа внутри газообразного Юпитера, или между слоями фазовых переходов газа – например, жидкий водород в металлический водород, химическими реакциями и пр.). Жизнь в таких мирах могла бы зародиться, эволюционировать и выжить и вовсе в отсутствие солнц.
Поступление кислорода на одну из лун Тюхе могло бы происходить по аналогии со спутником Сатурна Рея, атмосфера которой, по данным космического паппарата “Кассини», состоит примерно на 70% из кислорода и на 30% из углекислого газа. Это первый случай обнаружения кислородной атмосферы у лун Сатурна. Ранее этот газ был найден на спутниках Юпитера. Предполагаемый источник кислорода Реи таков: заряженные частицы из магнитосферы газового гиганта бомбардируют поверхностный лёд спутника, разделяя воду на O2 и H2. Этот процесс, считают исследователи, аналогичен тому, что пополняет кислородную атмосферу Ганимеда и Европы. По всей видимости, данное явление можно будет обнаружить и на других телах Солнечной системы.