В 2012 году астрономы обнаружили по соседству с нашей системой довольно странный изолированный космический объект. По предварительным подсчетам оказалось, что его масса больше массы Юпитера. На базе собранных данных ученые изначально приняли его за одну из так называемых блуждающих планет. Правда с поправкой на то, что таких блуждающих планет мы точно никогда раньше не видели. Совсем недавно завершилось новое исследование, показавшее, что получивший название CFBDSIR 2149-0403 объект на самом деле может и не являться планетой. При этом находка может представлять куда больший интерес, чем изначально посчиталось.

Что объединяет все планеты Солнечной системы? Конечно, Солнце. Что до экзопланет, то у них есть свои звезды, вокруг которых они движутся. Но существуют и одинокие планеты, или планеты-сироты, которые не привязаны гравитационно ни к каким звездам. Одна из них, CFBDSIR 2149-0403, была открыта в 2012 году и является ближайшей к нашему Солнцу сиротой. А что делать, если у тебя нет своей звезды? Стать ей самой. CFBDSIR 2149-0403 сочетает в себе признаки и звезды, и планеты. Как такое может быть – в новой статье рубрики «Космос».

CFBDSIR 2149-0403 была обнаружена в 2012 году в результате обзора инфракрасного излучения Вселенной. Астрономы решили, что это планета-сирота, выброшенная из своей системы пролетевшей слишком близко звездой или планетой. Также она могла сойти с орбиты в результате какого-то катаклизма, или же это звезда с планетарной массой, которой не удалось зажечься из-за недостаточной массы. При первом сценарии планета даже может прихватить с собой какой-нибудь спутник.

Из-за высокой металличности, которую обнаружили при дальнейших наблюдениях, теперь нет полной уверенности в том, что CFBDSIR 2149-0403 – планета. Непонятно, какой массой обладает объект: раньше ее оценивали максимум в 14 масс Юпитера – теперь в 40. Поэтому она может оказаться и звездой, а точнее – коричневым карликом. Это класс звезд, который астрономы открыли лишь в 1995 году. Или она может быть даже чем-то, с чем мы никогда не сталкивалась.

Откуда вообще такие сомнения? Ведь звезды и планеты – совершенно разные объекты, и кто угодно отличит Юпитер от Солнца. Но нужно помнить, что их состав (Юпитер – газовый гигант) почти одинаковый, а отличаются они прежде всего массой и способом формирования. Если CFBDSIR 2149-0403 сформировалась без материнской звезды, ее, по мнению многих астрономов, нельзя назвать планетой. Почему?

Если с формированием звезд науке все более-менее понятно, то насчет планет существуют разные гипотезы. Но по наиболее популярной считается, что они образуются из газопылевого облака вокруг новой звезды. Согласно позиции Международного астрономического союза, газовый гигант – сирота с массой меньше коричневого карлика должен определяться не как планета, а как субкоричневый карлик. То есть вроде бы это и не звезда, так как нет термоядерных реакций, но и не планета, потому что сформировался как звезда. Тут, конечно, не лишним будет вспомнить, что категории и звезд, и планет существуют только в наших головах.

А кроме собственно планет существуют и планетоподобные объекты, которые не вписываются в установленные критерии. Группа планемо (или объектов с планетарной массой) объединяет планеты-сироты и коричневые карлики на основании их массы, большей, чем у малых тел, но недостаточной для поддержания стабильных термоядерных реакций.

Итак, планеты-сироты обитают в холодном межзвездном пространстве. Несмотря на это, на поверхности CFBDSIR 2149-0403 температура около 400 °C. Довольно давно ученые предположили, что планеты-гиганты могут сохранять тепло очень долго. В этом им помогает толстая водородная атмосфера, непрозрачная в инфракрасном диапазоне.

Как мы сказали выше, некоторые сироты прихватывают с собой спутники. Моделирование показало, что сохраняются примерно 5% систем, аналогичных системе Земля – Луна. Большой спутник может служить источником сильных приливных сил, которые будут нагревать систему.

Ученые считают, что в момент, когда планета потеряла гравитационную привязку, в материнской звезде на CFBDSIR 2149-0403 могла образоваться вода, которая в состоянии дать жизнь. Вдобавок предполагается, что планеты-сироты могут иметь высокую геологическую активность. А где есть вулкан – может быть и жизнь. Подтвердить это, правда, мешает та же плотная атмосфера, которая обеспечивает саму возможность этой гипотезы.

Планеты-сироты обнаруживают с помощью гравитационного микролинзирования. Этот же метод используют для наблюдения за черными дырами и скалистыми планетами, которые не излучают свет и потому оптически невидимы. Сироты не вращаются вокруг звезд, поэтому транзитный метод, при котором их бы увидели, когда те заслонили бы звезду, неприменим.

Метод гравитационного микролинзирования заключается в следующем: если массивный объект оказывается на оси между наблюдателем с Земли и яркой звездой, то он, словно линза, искажает направление электромагнитного излучения. Это происходит под действием гравитации массивной планеты-сироты. При этом яркость звезды сильно возрастает, и по этому пику и обнаруживают сироту.

В начале октября 2021 года ученые из NASA предложили новый метод определения расстояния до планет-сирот, основанный на старом добром параллаксе. Идея заключается в том, что если проводить наблюдение одновременно из разных точек земного шара, то событие гравитационного микролинзирования в одном из этих мест будет едва уловимо запаздывать. Разработанная авторами исследования система искусственного интеллекта RAMjET сможет определить расстояния до планет-сирот, а готовящаяся миссия CLEoPATRA – установить массы этих объектов с наивысшей точностью.

А значит, в ближайшие годы нас ждут разгадки многих тайн планет-сирот. Будем надеяться, что они не запутают нас еще больше.

CFBDSIR 2149-0403 – это блуждающая планета, которая не вращается вокруг своей звезды. Так и несётся по космосу, ничем не согреваемая, никому не нужная, хотя и очень молодая – планетологи давали ей всего 50 миллионов лет. Даже немного жалко, такая молодая, а уже одинокая.

Раньше считалось, что эта планета не сама по себе бороздит просторы Вселенной, а является частью группы объектов AB Doradus. Но последние исследования показали, что CFBDSIR 2149-0403 не может быть частью подвижной группы AB Doradus. Таким образом, сказать о возрасте этого объекта ничего нельзя. Раньше он был примерно определён исходя из возраста остальных космических объектов группы.

В данный момент у астрономов есть две теории о том, что же собой представляет эта одинокая, гордая, сильная, самостоятельная и свободная планета. Согласно первой, это молодая (до 500 миллионов лет) планета-сирота, либо, наоборот, это очень старый коричневый карлик (от двух до трёх миллиардов лет). Либо это вообще объект, ранее ещё не встречавшийся земным астрономам. А может это «Звезда смерти»? Нет, ну правда?

Несмотря на то, что большинство из обнаруженных наукой планет, как правило, находятся на вполне определенных орбитах своих родных звезд, в последнее время для астрономов стало очень частым явление открытия так называемых блуждающих планет, или планет-странников – планетарных объектов, которые были либо выброшены из своих звездных систем, либо вообще никогда ранее не являлись частью каких-либо систем и поэтому «свободно гуляют» по всей нашей галактике. Когда исследователи впервые обнаружили CFBDSIR 2149-0403 в 2012 году, открытие вызвало интерес хотя бы уже потому, что расположение данной «планеты» оказалось очень близким к нашей Солнечной системе – она находится примерно в 100 световых годах от нас.

Разумеется, перед тем как делать какие-либо выводы, ученые обычно сперва проверяют обнаруженных кандидатов на право называться планетами. Бывает и так, что изначально за планету принимается очередной коричневый карлик – объект подзвездного класса, тяжелее самых тяжелых из известных нам планет в видимой Вселенной, но при этом обладающий меньшей, по сравнению даже с самыми легкими звездами, массой, которой не хватает для поддержки термоядерного синтеза.

На базе данных, которые были собраны в рамках первого исследования, ученые смогли вывести предположение о том, что масса CFBDSIR 2149-0403 в 4-7 раз превышает массу Юпитера, что вполне позволяло бы записать этот объект в кандидаты на блуждающую планету, так как масса самого легкого из обнаруженных коричневых карликов более чем в 13 раз больше массы Юпитера. Кроме того, ученые сделали вывод, что странствующий объект мог когда-то принадлежать звездной системе AB Золотой Рыбы – относительно молодой группе звезд, обращающихся вокруг нашей галактики, имеющих примерно одинаковый возраст и, вероятнее всего, родившихся в одном и том же месте. На основе всего этого ученые предположили, что объект CFBDSIR 2149-0403 может быть относительно молодым, а его возраст составлять что-то среднее между 50 и 120 миллионами лет.

Но все оказалось не так просто, как хотелось бы. Дело в том, что выведенные предположения о блуждающей планете CFBDSIR 2149-0402 были в основном сделаны на базе всего нескольких первоначальных наблюдений. По этой причине они были приняты далеко не всеми внутри научного сообщества. Больше всего вопросов вызывала сама природа этого объекта. Точнее, ее неопределенность. При отсутствии каких-либо явных доказательств мало кто мог согласиться с тем, что этот объект действительно может является планетой и при этом не принадлежит ни одной из звездных систем.

Для решения этого вопроса группа астрономов под руководством Филлиппе Делорме из Гренобльского университета (Франция) – одного из астрономов, который первым обнаружил объект CFBDSIR 2149-0403, – в течение нескольких последних лет вела наблюдение за загадочным космическим телом, используя при этом самые разные телескопы, работающие в самых разных диапазонах спектра. Наблюдения в конечном итоге показали, что природа CFBDSIR 2149-0402 еще более загадочна, чем показалась изначально.

Во-первых, в рамках новых наблюдений команда исследователей получила более точные расчеты его местоположения и направления его движения, а также установила, что CFBDSIR 2149-0403 не может являться частью мигрирующей системы звезд AB Золотой Рыбы.

«Новые данные о параллаксе и кинематике объекта исключают возможность его принадлежности к какой бы то ни было молодой перемещающейся группе, включая AB Золотой Рыбы», – сообщает команда ученых в своей работе.

В вопросе классификации этого объекта такой вывод является сразу и хорошей и плохой новостью. Дело в том, что помимо предоставления новой информации об этом объекте, он также серьезно расширяет его возрастной предел, предложенный в рамках еще самого первого исследования.

«Новые данные, конечно же, расширили наши знания об этом объекте, но в то же время возвели его возраст в статус свободного параметра», – рассказал Делорме.

Исследователи также установили, что объект либо обладает низкой гравитацией, либо имеет высокое содержание металла в своем составе, показывая высокий уровень металличности. Новое исследование также снизило градус определенности в отношении массы объекта. Ученые теперь не могут точно сказать, является ли CFBDSIR 2149-0403 планетой, либо же его можно записать в класс коричневых карликов.

На основе всей собранной на данный момент информации об этом объекте можно вывести две гипотезы: CFBDSIR 2149-0403 является либо молодой (возрастом менее 500 миллионов лет) блуждающей планетой с массой от 2 до 13 раз больше массы Юпитера, либо же это старый (возрастом от 2 до 3 миллиардов лет) коричневый карлик с очень большим запасом железа и массой, от 2 до 40 раз превышающей массу Юпитера. Однако, по мнению Делорме, этот объект вообще может являться чем-то иным, с чем мы раньше никогда не встречались.

«CFBDSIR 2149-0403 – это необычный подзвездный объект, являющийся либо «свободноплавающей планетой», либо каким-то крайне редким видом коричневых карликов с высокой концентрацией металла в своем составе. А возможно – вообще представляет собой комбинацию двух этих типов объектов», – говорит Делорме.

Но есть и хорошая новость: CFBDSIR 2149-0403 находится в относительной близости от нас, и, следовательно, имеется возможность для дальнейшего за ним наблюдения, которое, возможно, позволит в конце концов установить его истинную природу. Вполне возможно, что наука могла столкнуться с совершенно новым классом планетообразных объектов, которые ранее никто и никогда не наблюдал.

Напомним нашим читателям, что объект CFBDSIR 2149-0403 был обнаружен в 2012 году группой Филиппа Делорма. Тогда ученые высказали предположение, что объект мог иметь отношение к движущемуся скоплению AB Doradus и по классификации он был отнесен к изолированным объектам планетарного типа Т-класса. Однако, отсутствие убедительных доказательств планетарного происхождения объекта CFBDSIR 2149-0403, который позже в силу неких причин был "изгнан" из скопления, позволило ученым высказать еще одно предположение, что этот объект может быть коричневым карликом, "неудавшейся" звездой, которой не удалось разжечь свой внутренний термоядерный "реактор".

Для того, чтобы выяснить истинную природу объекта CFBDSIR 2149-0403, ученые использовали возможности нескольких астрономических инструментов, спектрограф X-Shooter и инфракрасную камеру HAWK-I телескопа Very Large Telescope's (VLT), камеру WIRCam телескопа Canada-France-Hawaii Telescope и космический телескоп Spitzer Space Telescope.

"Данные от всех этих инструментов позволили нам определить множество физических свойств объекта CFBDSIR 2149-0403, включая параллакс объекта и параметры траектории его движения" – рассказывает Филипп Делорм, – "И особенности его траектории указывают на то, что этот объект, по всей видимости, никогда не являлся членом скопления AB Doradus, что ставит некоторые дополнительные вопросы об его возрасте".

Самым важным выводом, который сделали ученые, получив данные новых наблюдений, является то, что объект CFBDSIR 2149-0403 с самой большой вероятностью представляет собой молодое (менее 500 миллионов лет) планетарное тело спектрального Т-класса, масса которого может находиться в диапазоне от 1 до 13 масс Юпитера. Тем не менее, еще не исключен полностью вариант, что объект CFBDSIR 2149-0403 может быть богатым металлами коричневым карликом с массой от 2 до 40 масс Юпитера. Сделать окончательный вывод об истинной природе объекта ученым мешает то, что при определенном составе атмосферы спектральные характеристики двух упомянутых выше типов практически совпадают.

"CFBDSIR 2149-0403 является весьма нетипичным субзвездным объектом, который представляет собой или планету, находящуюся в "свободном плавании", или коричневого карлика, обладающего ярко выраженными металлическими свойствами. И мы еще допускаем то, что данный объект может быть объектом пока неизвестного типа, который обладает некоторыми свойствами планеты и некоторыми свойствами коричневого карлика" – рассказывает Филипп Делорм.