Пинок умирающей звезды: откуда берутся одинокие планеты

Original: "Contribution of White Dwarf Formation Kicks to the Free-Floating Planet Population"

· Alexander P. Stephan, Keivan G. Stassun

arXiv:2607.02653v1 · 2026-07-02 · CC BY 4.0 · ⏱ 2 мин · Exoplanets Galaxies Stellar

Лёгкий толчок при рождении белого карлика выбрасывает планеты в межзвёздное пространство, и они становятся тёплыми странниками.

Аннотация

Планеты могут путешествовать в одиночестве, без звезды. Учёные предположили, что часть таких «беглецов» появляется, когда умирающая звезда сбрасывает оболочку и получает слабый толчок, который расшатывает её планетную семью. Почти половина далёких планет в таких системах может быть выброшена в межзвёздное пространство. Интересно, сколько таких скитальцев скрывается в нашей Галактике?

Связи в графе знаний 1

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.

Я автор

Пинок умирающей звезды: откуда берутся одинокие планеты