В 2005 году Уоррен Браун из Смитсоновской астрофизической обсерватории заметил в небе нечто довольно необычное: звезду, летящую из галактики Млечный путь со скоростью примерно 1, 5 миллиона миль в час. Странное открытие могло быть объяснено только еще более странным предсказанием, сделанным почти два десятилетия назад астрономом по имени Дж. Г. Хиллс.
«Он предсказал, что если у вас будут две звезды, вращающиеся вокруг друг друга - так называемая двойная система - и они окажутся слишком близко к центральной черной дыре в Млечном Пути, они разорвутся на части», - говорит астрофизик САО Ави Леб. «Одна из звезд выйдет на более узкую орбиту вокруг черной дыры, а вторая вылетит из галактики».
Со времени открытия Брауна в 2005 году, по меньшей мере, 21 гиперскоростная звезда (как их стали называть) наблюдалась за пределами нашей галактики. Но только недавно кто-нибудь посмотрел, могут ли существовать и гиперскоростные планеты. «Мой сотрудник Идан Гинзбург и я работали над гиперзвуковыми звездами, и в какой-то момент я говорил с ним о возможном изучении планет», - говорит Леб. «Однажды, во время обеда, это щелкнуло: мы могли бы действительно написать бумагу на них, потому что есть метод их обнаружения».
Художественная концепция убегающей гиперскоростной планеты. Изображение предоставлено Дэвидом Агиларом, Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики
Леб осознал, что планету, вращающуюся вокруг одной из этих гиперскоростных звезд, можно наблюдать с помощью так называемого метода транзита: когда дальняя планета пересекается между звездой и нашим телескопом, свет звезды слегка тускнеет, что указывает на присутствие планеты. Сначала, однако, он и Гинзбург должны были определить, могут ли эти планеты теоретически существовать в первую очередь. Их расчеты, опубликованные на прошлой неделе в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества, превзошли даже то, что он подозревал.
Планеты гиперскорости действительно могут существовать - и, согласно моделированию исследовательской группы, они могут достигать скоростей до 30 миллионов миль в час, что делает их одними из самых быстро движущихся объектов в известной вселенной.
«Мы спросили, что произойдет, если вокруг звезд с гиперскоростью появятся планеты», - говорит Леб. «Итак, мы начали с моделирования двойной системы, а затем разбросали планеты вокруг каждой звезды». Их расчеты показали, что если двойная звездная система была разорвана гравитационными силами вблизи центральной черной дыры галактики, то небольшой процент планеты останутся привязанными к одной из звезд, либо последуют за ними по пути из галактики, либо будут погружаться ближе в глубины черной дыры. Большинство планет, однако, будет отброшено от своих родительских звезд, путешествуя еще быстрее к краям Млечного Пути.
«Их скорость может достигать десяти тысяч километров в секунду - несколько процентов скорости света», - говорит Леб. «Если вы представите себе цивилизацию, живущую на такой планете, у них будет огромное путешествие». По его словам, путешествие от центра галактики до края наблюдаемой вселенной займет 10 миллиардов лет.
Потенциальное существование гиперскоростных планет - это гораздо больше, чем просто любопытство, поскольку оно даст нам информацию об условиях вблизи центра галактики и о том, могут ли планеты вообще там образоваться. «Это очень необычная среда, потому что плотность звезд там в миллион раз больше, чем плотность около Солнца», - говорит Леб. «Там очень высокая температура, и время от времени черная дыра в центре наполняется газом, поэтому она светит очень ярко, что в принципе может нарушить систему, которая пытается создавать планеты». Расчеты его команды показали, что если планеты действительно могут образовываться в этой области, они должны наблюдаться при привязке к гиперскоростным звездам.
Ни одна из этих планет не была обнаружена, но Леб надеется, что некоторые из них будут найдены в ближайшие годы. Так же, как астрономы недавно обнаружили сотни из внесолнечных планет, использующих метод транзита как часть миссии Кеплера НАСА, они могут исследовать гиперскоростные звезды почти таким же образом, чтобы обнаружить эти убегающие планеты. И если события будут развиваться в то же время, что и прогноз Дж.Г.Хилла 1988 года о гиперскоростных звездах, Леб может ожидать, что его прогнозы подтвердятся в течение его жизни - примерно в 2029 году.
