Пинок умирающей звезды: откуда берутся одинокие планеты ✛

Оригинал: "Contribution of White Dwarf Formation Kicks to the Free-Floating Planet Population"
arXiv:2607.02653v1 · 2026-07-02 · CC BY 4.0 · 2 мин
Лёгкий толчок при рождении белого карлика выбрасывает планеты в межзвёздное пространство, и они становятся тёплыми странниками.

Когда звезда, похожая на наше Солнце, стареет, она раздувается в красного гиганта, а потом сжимается в белый карлик — крошечную, но очень плотную звезду. В этот момент она теряет часть своей массы и получает небольшой толчок, словно от отдачи. Скорость толчка в среднем около 0,75 километра в секунду — это быстрее пули, но по космическим меркам очень мало. Однако даже такого слабого воздействия достаточно, чтобы расшатать орбиты планет. Это похоже на бильярд: после удара кия шары разлетаются в разные стороны. Так и лёгкий толчок умирающей звезды может нарушить стройную систему планет, выбросив некоторые в открытый космос.

Если бы прямо сейчас наше Солнце стало белым карликом, Юпитер нагрелся бы до 700°C — горячее поверхности Венеры! И оставался бы тёплым миллионы лет.

Большинство известных экзопланет открыты транзитным методом — когда планета проходит перед звездой и слегка её затмевает. Этим методом пользовался телескоп «Кеплер», запущенный под руководством Уильяма Боруцки. Он нашёл тысячи миров, но в основном близких к своим звёздам. Далеко такие планеты увидеть трудно. А вот свободно летящие планеты, наоборот, ищут через гравитационное микролинзирование — когда такая планета-линза усиливает свет далёкой звезды. Это позволяет заметить даже тёмные объекты.

Что особенно важно: выброшенные планеты остаются тёплыми. Когда звезда была красным гигантом, она сильно нагрела свои планеты. После выброса они медленно остывают. Такой мир, похожий на Юпитер, может сохранять температуру выше 400°C миллионы лет. Это значит, что его можно заметить инфракрасными телескопами — например, Джеймсом Уэббом или в архивных снимках Хаббла. Учёные даже могут определить состав планеты с помощью спектроскопии — разлагая свет на цвета, как радугу. В нашей Галактике таких тёплых странников, рождённых от толчков белых карликов, может быть несколько процентов от общего числа свободных планет. Это небольшой, но важный вклад, который поможет лучше понять судьбу планет и найти новые миры.

Если бы Солнце стало белым карликом сегодня, Юпитер раскалился бы до 700 градусов и светился в инфракрасном диапазоне дольше, чем человечество живёт на Земле.

P(v_{\mathrm{kick}}) = \sqrt{\frac{2}{\pi}} \frac{v_{\mathrm{kick}}^2}{\sigma_{\mathrm{kick}}^3} \exp\left(-\frac{v_{\mathrm{kick}}^2}{2\sigma_{\mathrm{kick}}^2}\right)
Вероятностное распределение скоростей толчков с параметром σ ≈ 0,5 км/с и пиком около 0,75 км/с — по сути, как часто и с какой силой звезда "пинает" систему.
T(\tau) \approx \left( \frac{\eta G M_P^2}{2 \tau 4\pi R_P^3 \epsilon \sigma} \right)^{1/4}
Приближённый закон остывания, где η — фактор порядка 0,01–0,03; τ — время; M_P, R_P — масса и радиус планеты; ε — излучательная способность; σ — постоянная Стефана–Больцмана. Показывает, что планета сохраняет тепло удивительно долго.
Учёные
Isaac NewtonJohn MichellRobert HookeChristian DopplerD. B. McLaughlinDidier Queloz
Понятия
свободно плавающая планета ветры протопланетных дисков экзопланеты у красных карликов эффект основателя планеты у красных карликов динамика протопланетных дисков белый карлик галактические пылевые ветры щель динамика пыли формирование галактик формирование состава планет приливная миграция динамическое трение блуждающая планета планетная миграция первичные гравитационные волны диоксид серы газ молодая звезда