Знание- сила, 2006 № 05 (947)

Это открытие было сделано в ходе изучения молодых звезд в туманности Хамелеон, где идет бурное звездообразование. Спустя два года еще 13 кандидатов в планетары с массой меньше коричневых карликов были открыты Лукасом и Роче в туманности Ориона, тоже в районе, богатом молодыми звездами. На этот раз астрономы обратили внимание на странный факт существования "планет без звезд" и сначала поставили сей факт под сомнение.

Однако вскоре другая группа астрономов во главе с Марией Осорио из Пасадены обнаружила вблизи звезды Сигма Орионис (в другой части созвездия Ориона) еще 18 тусклых, инфракрасных, свободно плавающих объектов. Эта область находится всего в 1000 световых лет от нас и изобилует молодыми (в возрасте от 1 до 5 миллионов лет) звездами. В пространстве между этими звездами группа Осорио наблюдала небольшие объекты с температурой всего 1700-2200 градусов и массами между 5 и 15 юпитерианских масс. Авторы очень осторожно назвали их "молодыми, изолированными объектами планетарной массы". В следующем, 2001 году на сцене вновь появились Лукас и Роче, которые предъявили новые, спектроскопические доказательства того, что найденные ими ранее объекты — теперь их уже было 15 — действительно молодые (не более 1 миллиона лет) и имеют малую массу. Эти авторы и назвали их "планетарами".

Общим во всех этих открытиях было обнаружение свободно плавающих планет-сироток внутри скопления молодых звезд. Такие скопления астрономы называют "открытыми", потому что звезды здесь образуются далеко друг от друга и потому не связаны гравитационными силами. С течением времени эти скопления расшатываются галактическими "приливными" воздействиями (притяжение галактики в целом вызывает в них периодические сгущения и разрежения, как Луна вызывает приливы и отливы в земных океанах), и звезды, вышвырнутые этими воздействиями из своих "космических ясель", пускаются в одинокий, многомиллиардолетний путь по галактике, подобно нашему Солнцу.

После обнаружения планетаров в открытых звездных скоплениях возникла мысль поискать их также в скоплениях закрытых, так называемых "шаровых". Так называются скопления звезд, связанные гравитационными силами и потому остающиеся рядом на протяжении всех миллиардов лет своей жизни. Шаровые скопления, в отличие от открытых, насчитывают до 10 и более миллиардов лет. Одним из таких древних звездных гнезд является шаровое скопление 47 Тук, и в 1999 году Рональд Гиллиланд с коллегами занялся поисками там внесолнечных планет.

Группа Гиллиланда систематически обследовала 34 тысячи звезд этого скопления в поисках гигантских планет, обращающихся вокруг этих звезд.

Исходя из данных по близким к нам звездам, у которых уже были обнаружены такие "Юпитеры", можно было надеяться обнаружить в скоплении порядка 20 таких же гигантских планет. Поиск, однако, не показал ни одной.

Вообще говоря, это можно объяснить. Внесолнечные планеты были открыты, как правило, у звезд, богатых тяжелыми элементами. Но древние шаровые скопления образовались в те времена, когда таких элементов в космосе было еще мало (они образуются только в недрах так называемых сверхновых звезд и рассеиваются в космосе при их взрывах). Возможно также, что образованию планет в шаровых скоплениях мешает теснота.

И возможно, наконец, что околозвездные планеты там все-таки образуются, но потом вышвыриваются со своих орбит из-за хаотических гравитационных воздействий проходящих поблизости звезд. Такие прохождения звезд в центре шаровых скоплений должны происходить почти так же часто, как встречи поездов в туннелях лондонского метро. В таком случае скопления должны быть богаты не столько околозвездными планетами, сколько свободно плавающими планетарами. Но последующий поиск таких планетаров тоже оказался безрезультатным. Загадка усложнялась и, в отсутствие новых, более чувствительных средств поиска, астрономы решили прибегнуть к компьютерному моделированию.

Такое моделирование произвели в 2001 году американцы Харли и Шара. Они осуществили сложнейший приближенный расчет задачи N-тел, в качестве которых выступали 22 тысячи взаимодействующих друг с другом звезд некого абстрактного шарового скопления плюс 2-3 тысячи планет; все это с заданными массами, орбитами, содержанием тяжелых элементов и другими исходными параметрами. Были учтены также возможные астрофизические процессы в таком скоплении — например, "испарение" наружных звезд и постепенное сжатие ядра скопления и тому подобное. Учет огромного количества взаимосвязанных переменных потребовал совершенно гигантской мощности компьютера, способного производить триллион операций в секунду. Для этой цели была использована последняя версия японской машины GRAPE-6 и последняя версия специальной программы NBODY-4, разработанная англичанином Сверре Аарсетом для решения задачи N-тел. Тем не менее компьютер справился с задачей и показал, как будет развиваться заложенная в него модель от момента ее образования до возраста 4,5 миллиарда лет. Разумеется, авторов более всего интересовала судьба постулированных в модели планет. Она выглядела следующим образом.

По истечении 4 миллиардов лет 10% всех планет, которые поначалу предполагались обращающимися вокруг отдельных звезд скопления, оказались оторванными от своих звезд и около 13 % из них свободно плавали внутри скопления. Еще 66 % исходных планет вообще ушли из скопления вместе со своими звездами, 1 % был поглощен своими звездами и 4 % перешли на орбиты около других звезд.

Большинство "освобожденных" планет приходилось на ядро скопления, где столкновения звезд происходили чаше всего, и уже оттуда эти свободно плавающие планеты постепенно уходили в наружные части скопления, причем процесс этот занимал в среднем около 200 миллионов лет. Окончательный уход звезд и планет из скопления происходил в основном под воздействием приливных сил скопления в целом и частично — за счет звездных столкновений, в результате которых одна из звезд приобретала скорость, достаточную для "испарения".

Авторы назвали эти результаты "интригующими", так как они указывают на возможное существование в шаровых скоплениях большого числа планетаров. Понятно, что такая возможность реализуется лишь в том случае, если в скоплении уже первоначально образуются околозвездные планеты. Как мы уже знаем, такие планеты пока что не обнаружены. Поэтому расчеты Харли и Шара имеют лишь принципиальное значение. Но принципиальное значение они имеют. Если будущие наблюдения, с более чувствительными приборами, обнаружат в шаровых скоплениях околозвездные планеты, можно будет с уверенностью утверждать, что там есть и планетары. И что же — увеличивает это вероятность существования космических цивилизаций? Вряд ли. Сиротливо блуждающие в ледяной космической ночи планетары — это очень холодные, темные и, скорее всего, безжизненные миры, способные воспламенить, разве что, очень живое воображение, — но не искру жизни, увы.