свободно плавающая планета

История

Первые надёжные кандидаты в свободно плавающие планеты обнаружены в 2004 году по их слабому инфракрасному свечению в скоплении Ориона и по событиям микролинзирования.

Как работает

Планеты рождаются в газопылевых дисках вокруг звёзд. Если рядом оказывается другая массивная планета или пролетает звезда, гравитационная праща может вырвать меньшую планету из объятий родительской звезды, и та становится вечным скитальцем. Чтобы найти её, астрономы ищут «горбики» на кривых блеска звёзд — мгновенное усиление света, предсказанное теорией относительности.

История

Первые надёжные кандидаты в свободно плавающие планеты обнаружены в 2004 году по их слабому инфракрасному свечению в скоплении Ориона и по событиям микролинзирования.

Как работает

Планеты рождаются в газопылевых дисках вокруг звёзд. Если рядом оказывается другая массивная планета или пролетает звезда, гравитационная праща может вырвать меньшую планету из объятий родительской звезды, и та становится вечным скитальцем. Чтобы найти её, астрономы ищут «горбики» на кривых блеска звёзд — мгновенное усиление света, предсказанное теорией относительности.

История

Первыми кандидатами стали объекты субзвёздной массы в скоплении Ориона, зарегистрированные в конце 1990‑х – начале 2000‑х годов в глубоких инфракрасных обзорах. Ключевой прорыв дали эксперименты по гравитационному микролинзированию (OGLE, MOA), начиная с 2000‑х годов, показавшие множество коротких, не связанных со звёздами, событий линзирования. В 2011 году было объявлено о статистически значимой популяции невидимых планетных масс в Галактике.

Как работает

Основной метод обнаружения — гравитационное микролинзирование. Когда планета проходит вблизи луча зрения к фоновой звезде, её гравитационное поле, согласно общей теории относительности, искривляет пространство-время и фокусирует свет, создавая два изображения, неразрешимых по отдельности, но дающих всплеск суммарной яркости. Характерный угловой масштаб — радиус Эйнштейна: θ_E = √((4GM)/(c²) · (D_ls)/(D_l D_s)), где M — масса линзы, D_l, D_s, D_ls — расстояния (наблюдатель–линза, наблюдатель–источник, линза–источник). Длительность события t_E = θ_E/μ_rel, где μ_rel — относительное собственное движение, ограничена для планет земной массы несколькими часами. Свободно плавающие планеты дают простые, симметричные кривые без дополнительных каустик, что отличает их от кампаний линзирования на экзопланеты в связанных системах.

Открытые проблемы и интересные факты

Начальная функция масс: каков вклад изолированного коллапса облаков против выброса из дисков?; Может ли на такой планете существовать подлёдный океан и поддерживать жизнь за счёт радиоактивного тепла?; Распределение по Галактике и полное число объектов земной массы

💡 Микролинзирование способно обнаружить планеты массой всего в 0.01 массы Земли на расстояниях до центра Галактики, а события длятся от часов до дней.