Скорость остаётся ключевой величиной, когда дело заходит о путешествиях между объектами в космосе. Сегодня мы двигаемся крайне медленно, что не позволяет нашему виду выйти за пределы Солнечной системы. Учёные полагают, что в ближайшие десятилетия проблема будет решена, но некоторые объекты находятся от нас настолько далеко, что даже космические величины теряют всякий смысл. Изучение подобных тел представляет исключительно теоретические возможности, но даже такой метод позволят обнаружить уникальные тела, сильно отличающиеся от привычных планет и звёзд. Не так давно в самом сердце нашей галактики, в 24 000 световых годах от Земли, учёные зафиксировали пару космических странников, которые движутся с поразительной скоростью. Согласно новым данным, речь идёт о звезде и её сопровождающей экзопланете, которые могут стать самой быстро движущейся экзопланетной системой из известных науке.
В среднем звезды в Млечном Пути путешествуют со скоростью в несколько сотен тысяч миль в час. К примеру, наша Солнечная система (считается довольно шустрой по космическим меркам) движется по галактике со скоростью около 450 000 миль в час (или 200 км/с). В то же время обнаруженная звёздная система превосходит этот показатель более чем в два раза, разгоняясь до 1.2 миллиона миль в час (1.93 миллиона км/ч или 540 км/с). Астрономы полагают, что мы имеем дело с супернептуновой планетой, вращающейся вокруг небольшой звезды, на расстоянии, которое в нашей системе располагалось бы между орбитами Венеры и Земли. Если зафиксированные данные удастся подтвердить при помощи высокоточного оборудования, то это будет первая обнаруженная планета, движущаяся с такой невероятной скоростью в тандеме со звездой. Объекты были впервые зафиксированы ещё в 2011 году в рамках проекта Microlensing Observations in Astrophysics (MOA), когда учёные искали экзопланеты, используя метод гравитационного микролинзирования. Этот метод основан на эффекте искривления света массивным объектом, который действует как естественная линза, временно усиливая свет удалённой звезды.
Тогда исследователи выяснили, что один объект в системе примерно в 2300 раз массивнее другого, однако точная масса оставалась загадкой. Возможными вариантами были либо звезда с планетой размером с 29 Земель, либо блуждающий супер-Юпитер с небольшой луной. В новом исследовании, опираясь на данные обсерватории Кека на Гавайях и спутника Gaia Европейского космического агентства, учёные пришли к выводу, что объекты, скорее всего, действительно являются звездой и планетой, летящими сквозь галактический центр. Анализ данных показал, что скорость этой звезды превышает даже скорость Солнца более чем в два раза. Но это лишь часть картины: если учесть возможное движение по направлению к Земле или от неё, её реальная скорость может быть ещё выше. По расчётам, объект может преодолеть вторую космическую скорость галактики, составляющую около 550–600 км/с. Ну а это значит, что в будущем он может вообще покинуть Млечный Путь. Но даже если это так, то в космических масштабах скорость всё равно недостаточна, поэтому процесс займёт миллионы лет, поскольку зафиксированная система находится близко к центру Млечного Пути.
Учёные планируют продолжить наблюдения, чтобы окончательно подтвердить, действительно ли найденная звезда соответствует системе, зафиксированной в 2011 году. Если дальнейшие измерения покажут, что звезда движется предсказуемым образом, значит, она и вызвала сигнал микролинзирования. Если же она окажется неподвижной, то придётся пересмотреть гипотезу, а значит речь идёт о блуждающей планете с экзолуной. А между тем исследователи не случайно ухватились за данный объект, пытаясь понять причины такой высокой скорости. Всё дело в особенностях нашей Вселенной. Наука уже давно знает, что Вселенная расширяется. Но вот парадокс: измерения её скорости расширения в ранние эпохи и в наше время дают противоречивые результаты. Это ставит под сомнение фундаментальные законы физики и заставляет астрофизиков ломать головы над тем, чего мы ещё не знаем о природе космоса.
Согласно стандартной космологической модели, сразу после Большого взрыва (около 13.8 миллиарда лет назад) Вселенная начала стремительно увеличиваться. Это был этап инфляции, когда размеры космоса увеличивались с невообразимой скоростью, намного превышающей скорость света. Затем расширение замедлилось, но со временем начало вновь ускоряться из-за загадочной силы, известной как тёмная энергия. Чтобы измерить, насколько быстро сейчас галактики удаляются друг от друга, учёные используют так называемую константу Хаббла. Проблема в том, что разные методы её расчёта дают несовпадающие значения.
- Метод ранней Вселенной – измерения, основанные на космическом микроволновом фоне (остаточном излучении после Большого взрыва), указывают, что константа Хаббла составляет 67.4 км/с на мегапарсек.
- Метод поздней Вселенной – расчёты, основанные на наблюдениях за сверхновыми и пульсирующими звёздами (цефеидами), дают совершенно другой результат: 73 км/с на мегапарсек.
Разница между переменными настолько велика, что её нельзя объяснить случайными ошибками. А значит, либо у нас пробелы в понимании космоса, либо в уравнениях, описывающих эволюцию Вселенной, скрываются неизвестные нам механизмы. Учёные рассматривают несколько возможных объяснений этого парадокса:
- Новая физика. Возможно, уравнения, которыми пользуются астрофизики, неполны, и мы не учли какую-то неизвестную силу или частицу, влияющую на расширение. Это может быть особая форма тёмной материи или изменчивость самой тёмной энергии во времени.
- Неизвестные свойства ранней Вселенной. Если во Вселенной когда-то существовали частицы или поля, которые исчезли позже, это могло повлиять на измерения. Например, гипотетические стерильные нейтрино или экзотические квантовые эффекты.
- Ошибки в измерениях. Конечно, всегда остаётся вероятность, что в одном из методов наблюдений закрались систематические ошибки. И всё же, с каждым новым исследованием разница в данных только подтверждается, а не исчезает.
Выясняется, что галактики не просто удаляются, а «плывут» по пространству. Это не они двигаются сами по себе – само пространство между ними растягивается. Если бы наша планета внезапно оказалась на расстоянии 10 миллиардов световых лет от нынешнего положения, мы бы этого даже не заметили. Также выясняется, что края наблюдаемой Вселенной удаляются быстрее скорости света. Это не нарушает законов физики, потому что расширяется само пространство, а не объекты в нём. Ну а тёмная энергия – главный двигатель ускоренного расширения. Природа этой энергии до сих пор неизвестна. Возможно, она связана с квантовыми флуктуациями вакуума или представляет собой нечто совершенно новое. Расширение Вселенной – одна из главных нерешённых загадок современной науки. В ближайшие годы космический телескоп Джеймс Уэбб, а также будущие миссии, такие как Nancy Grace Roman Space Telescope, помогут собрать новые данные о галактиках и структуре Вселенной. Возможно, именно они прольют свет на этот космический парадокс. Пока же нам остаётся только искать истину в необычных явлениях, способных пролить свет на природу Вселенной. Указанная выше аномалия идеально для этого подходит, но обосновать причины подобного явления ещё только предстоит.
