На самом краю Солнечной системы может скрываться планета, похищенная нашей звездой 5 млрд лет назад

Около 5 миллиардов лет назад, когда наше солнце было молодым, оно могло украсть планету у другой близлежащей звезды. Возможно, эта экзопланета и сейчас находится на внешних границах Солнечной системы, где нам предстоит ее обнаружить.

Наше Солнце могло украсть планету у другой звезды. Гипотетически это событие могло произойти около 5 миллиардов лет назад. Фото: Европейская южная обсерватория

Планета размером с Марс, украденная из другой звездной системы, вероятно, скрывается на окраинах нашей собственной системы, если верить модели планетарной эволюции. Эксперты утверждают, что факт существования такой планеты еще предстоит проверить, но если она действительно существует, то это даст возможность посетить экзопланету без необходимости преодолевать огромные межзвездные расстояния.

"Чтобы обнаружить такую планету, необходимо, чтобы все сложилось невероятно удачно, поскольку он будет слишком тусклой, но эффект от такого открытия будет колоссальным", - утверждает астрофизик из Принстонского университета Амир Сирадж. "Представьте себе, что вы отправляете космический аппарат к экзопланете в Солнечной системе и этого достаточно, чтобы узнать все, что нам нужно".

Прогноз Сираджа основан на результатах новых наблюдений за молодыми звездными скоплениями, в которых формируется большинство планет. Прежде чем отправиться в самостоятельное путешествие, звезды обычно рождаются в плотных скоплениях, связанных между собой силами гравитации, которые позволяют им взаимодействовать друг с другом и с любыми зарождающимися планетами. Столь "близкие контакты" между звездами способны сместить миры с их орбит. В результате появляются свободно плавающие планеты, которые в конечном итоге могут оказаться в гравитационном плену у другой звезды.

Странный галактический мегакластер намекает на то, что с нашей Вселенной что-то не так

Недавнее исследование таких свободно плавающих экзопланет подтвердило, что небольшие каменистые миры, подобные Меркурию или Марсу, с большей вероятностью будут выброшены из своих систем, в отличие от более массивных планет размером с Землю или газовых гигантов. Совместив эти два направления исследований, Сирадж подсчитал, сколько малых планет могло похитить наше Солнце, пока оно находилось в звездной яслях миллиарды лет назад и до того, как отправилось в самостоятельное плавание по Вселенной.

Полученные результаты указывают на то, что во внешней области Солнечной системы, возможно, находятся от одной до трех планет, сопоставимых по массе с Марсом, и от двух до пяти планет, сопоставимых по массе с Меркурием. Все эти потенциальные миры могут находиться от нас на расстоянии сотен или тысяч астрономических единиц (а.е.), где 1 а.е. — это расстояние от Земли до Солнца. По словам Сираджа, обсерватория Vera C. Rubin Observatory, которая будет полностью введена в эксплуатацию в 2025 году, возможно, сумеет обнаружить их в интервале от 400 до 700 астрономических единиц.

Заявления о том, что в нашей Солнечной системе существуют неоткрытые планеты, звучали не однократно. Но Сирадж утверждает, что его прогноз в корне расходится с рассуждениями о Девятой планете - гораздо более крупном гипотетическом мире, который, по мнению некоторых астрономов, может объяснить странные орбитальные аномалии за Нептуном. Впрочем, если обе версии верны, то во внешней части Солнечной системы может находиться удивительно большое количество самых разных планет.

Исследователь кафедры физики и астрономии Шеффилдского университета (Великобритания) Ричард Паркер считает, что выводы Сираджа выглядят вполне обоснованными, но вместе с тем отмечает, что необходимо провести дополнительные исследования, чтобы определить вероятность обнаружения "приемных" миров.

Около 5 миллиардов лет назад, когда наша звезда была молодой, она, вероятно, похитила планету из другой солнечной системы. Не исключено, что эта экзопланета до сих пор находится на внешних границах нашей Солнечной системы, которую нам еще предстоит обнаружить.  Фото: Европейская южная обсерватория.

Если эта планета действительно существует, возможность изучить ее вблизи может пролить свет на массу волнующих вопросов, в том числе на загадку того, как возникла жизнь на Земле и существует ли она в других местах, говорит Паркер. "Это поможет многое узнать о том, как формируются планеты в нашей Солнечной системе и о том, как мы появились на свет".

Аннотация к научной статье

Во внешней области Солнечной системе могут скрываться планеты земной группы

Руководствуясь недавними измерениями функции массы свободно плавающей планеты ученые рассмотрели возможность того, что Солнечная система могла захватить одну из планет в самом начале своей эволюции. Эксперты считают, что во внешней части Солнечной системы может существовать захваченная свободноплавающая планета примерно равная по массе Марсу.

Если рассматривать не отсечение, а логарифмический бином с центром на массе Марса, то окажется, что во внешней Солнечной системе может существовать ∼2,7 захваченных свободно плавающих планет с массой, сравнимой с массой Красной планеты. Ученые предполагают, что число захваченных свободно плавающих планет с массой, сравнимой с массой Марса, составляет ∼0,9 (∼1,4 для массы, сравнимой с массой Меркурия), которые в настоящее время ярче, чем 10-летние пределы обнаружения точечных источников обсерваторией Веры К. Рубин (Legacy Survey of Space and Time, LSST) с учетом коэффициента корреляции.

Потенциально слепой поиск методом суммирования со сдвигом может помочь обнаружить такую планету, если она в настоящее время находится на южном небе. В отличие от других гипотетических планет внешней солнечной системы, которые были предложены в последние годы, теоретический аргумент, представленный в данном исследовании, не основан на существовании предполагаемых закономерностей в орбитальных элементах малых тел как в поясе Койпера, так и за его пределами.