Первые звезды не были одиноки: астрономы нашли небывало древнюю планету

Астрономы нашли самую древнюю и самую далекую из всех известных на сегодняшний момент планет. Она движется по орбите вокруг двойной квазизвездной системы в созвездии Скорпиона на расстоянии 5 600 световых лет от Земли. Новое открытие дарит нам надежду, что и в нашей Галактике формирование планет, возможно, началось гораздо раньше, чем о том говорят современные теории, а своими планетными системами при этом обладают едва ли не все звезды.

Еще в 1988 году в старом шаровом скоплении M4 (возраст его оценивают в 13 млрд лет) был обнаружен пульсар PSR B1620-26 - нейтронная звезда, вращающая вокруг своей оси с частотой порядка 100 оборотов в секунду. Ученые вскоре доказали наличие у этого пульсара "компаньона" - белого карлика, - а дальнейшие наблюдения за вариациями сигналов этого своеобразного "звездного маяка" (сверхточные пульсации слегка нарушаются "рысканьем" пульсара под воздействием его спутника) заставили говорить еще и о третьем невидимом объекте в этой системе, обращающемся по орбите вокруг первых двух. Первоначально считалось, что это либо небольшая звезда, либо коричневый карлик. Однако теперь новое исследование, проведенное международной группой ученых во главе со Стайном Сигурдссоном (Steinn Sigurdsson) из Университета штата Пенсильвания (Pennsylvania State University, США), привело к сенсационному выводу: это вовсе не звезда, а планета (газовый гигант) с массой, в 2,5 раза превышающей массу Юпитера. Использовав космический телескоп "Хаббл" (Hubble), изучив фотографии, сделанные им с середины 90-х годов, и идентифицировав нужный белый карлик, оценив его температуру и массу, астрономы вычли гравитационный вклад этого "компаньона" в систему и вычислили оставшийся вес планеты по воздействию на пульсар - таким образом доказали, что она слишком мала для того, чтобы быть звездой или хотя бы коричневым карликом.

"Это чрезвычайно впечатляющий результат, ведь теперь удалось показать, что планеты, вероятно, в изобилии водятся и в шаровых звездных скоплениях", - говорит соавтор открытия Харви Ричер (Harvey Richer) из Университета Британской Колумбии (University of British Columbia, Канада). Он основывает подобные заключения на том факте, что планета была найдена в действительно весьма экзотическом месте: она облетает по орбите захватившую ее быстро вращающуюся нейтронную звезду и белого карлика - и все это вблизи переполненного звездами центра шарового скопления, где хрупкие планетарные системы должны были бы быть разорваны в течение очень короткого времени под воздействием гравитационных полей многочисленных соседних звезд.

Поскольку шаровые скопления (ввиду своей древности) имеют низкую концентрацию тяжелых элементов (а это важнейшие "строительные блоки" для планет), ученые до настоящего времени полагали, что эти места никак не подходят на роль планетных "нерестилищ". Это мнение только укрепилось после 1999 года, когда тот же "Хаббл" оказался не в состоянии найти среди звезд шарового скопления 47 Тукана хоть один "горячий Юпитер" (планету-гиганта, расположенную на близкой к звезде орбите, а оттого и наиболее легко поддающуюся обнаружению). Действительно, содержание металлов в M4 составляет только 5 процентов от концентрации тяжелых элементов в нашем Солнце - звезде сравнительно молодой, принадлежащей к последующим генерациям звезд, а стало быть, уже обогащенной "тяжелыми" продуктами взрывов сверхновых... Но теперь вот выясняется, что астрономы просто искали не в том месте, и газовые гиганты, обращающиеся по орбитам на больших расстояниях от своих звезд в шаровых скоплениях, могут быть для нас невидимы, но вполне обычны. "Результаты, полученные "Хабблом", позволяют надеяться на то, что процессы рождения планет реальны и эффективны даже при использовании совсем небольшого количества тяжелых элементов, - заявил Сигурдссон. - Из этого следует, что первые планеты появились в самой ранней истории Вселенной (в течение уже первого миллиарда лет после Большого взрыва)".

Эта древнейшая планета прошла непростой, полный драматический коллизий путь за прошедшие 12,7 млрд лет. Она была, вероятно, рождена возле какого-нибудь молодого желтого светила на приблизительно таком же расстоянии, на каком находится сейчас от Солнца наш Юпитер. "Схватив" изрядную долю ультрафиолета, радиации при взрыве сверхновой, планета, должно быть, серьезно пострадала и от ударных волн, которые разоряли молодое шаровое скопление в его ранние дни в огненной буре звездообразования. Когда многоклеточные организмы только-только появились на Земле (а самой Земле сейчас "всего" 4,5 млрд лет), наши герои - планета и ее звезда - неотвратимо погружались в ядро M4. В этой звездной давке они слишком близко подошли к древнему пульсару, рожденному в результате взрыва сверхновой еще в те времена, когда скопление было молодо. Пульсар уже имел собственного звездного "компаньона", но, исполнив замысловатый гравитационный "танец", бродячая звезда и планета с ней позволили пульсару себя захватить, а первоначальный партнер был изгнан в глубокий космос и потерян навсегда. Пульсар, звезда и планета были отброшены в свою очередь гравитационной отдачей в менее плотные внешние области скопления. В конечном счете родительская звезда планеты-страдалицы достигла своего старческого возраста, раздулась до красного гиганта и пролила часть своего вещества на пульсар. Импульс, который был принесен с этим веществом, заставил нейтронную звезду раскрутиться и превратиться в быстровращающийся миллисекундный пульсар, а из оставшегося голого ядра нового "компаньона" получился белый карлик. Тем временем планета продолжала свой неторопливый бег по орбите, размер которой соответствует приблизительно расстоянию, на котором находится Уран от нашего светила.

Скорее всего, планета представляет собой газовый гигант без твердой поверхности (подобной той, что на Земле). Поскольку он был сформирован во времена ранней Вселенной, то, скорее всего, не содержит сколько-нибудь заметных количеств таких элементов как углерод и кислород. По этим причинам маловероятно, чтобы эта планета породила жизнь. И даже если бы жизнь возникла на какой-нибудь ее каменистой или ледяной луне (буде таковая облетает по орбите планету), то вряд ли она бы пережила интенсивную обработку рентгеном, которая должна была сопутствовать раскрутке пульсара. Маловероятно также, что какая-либо цивилизация вела летопись драматической истории этой планеты, начавшейся почти в самом начале всех времен.

New Scientist пишет о том, что новооткрытую планету уже окрестили "Мафусаилом" - по имени мифического библейского патриарха, прожившего рекордные для людей 969 лет. А Space.com напоминает, что вместе с этой планетой общее число найденных экзопланет составит уже 121 (это если включить в список тройку спорных землеподобных планет, найденных у пульсара PSR B1257+12 Александром Вольцшаном, работающим, кстати, в том же Университете штата Пенсильвания).

В силу того обстоятельства, что все экзопланеты при нынешнем уровне развития технических средств могут быть найдены только косвенными методами - по гравитационному воздействию на свою родительскую звезду ("рывки" можно отследить, например, по доплеровскому смещению), при прохождении по диску светила и т.д., - остро стоит вопрос о том, какую часть планет мы не можем пока обнаружить в принципе (к сожалению, в их число входят и практически все "небольшие" планетки типа нашей Земли). Появляющиеся сообщения о том, что найдены "двойники" Солнечной системы, означают всего-навсего то, что в новонайденной планетной системе могла бы "поселиться" планета типа Земли, для нее "оставлено" место планетой-гигантом, обращающимся на почтительном удалении от своей звезды (желтого карлика), но саму такую "земную" планету никто не только не видит, но даже не удается пока зафиксировать ее присутствие известными косвенными методами.

Оказывается, все же можно исходя из параметров уже найденных экзопланет и зная работу так называемых "эффектов селекции", связанных с современными косвенными методами их поиска (даже Юпитер, обращайся он у другой звезды, мы могли бы не заметить!), примерно оценить общее число звезд, у которых планеты наличествуют, но все еще не зарегистрированы. Забавно, что полученный результат не противоречит гипотезе о том, что планетами обладают все или почти все звезды - то есть у всех наших любителей инопланетян, рассылающих межзвездный спам из Евпатории, появился хороший повод для оптимизма.