Ученые нашли множество блуждающих планет, но среди них нет ни одной среднего размера. Объяснения пока не нашли
Представьте себе триллионы миров, которые вечно странствуют в ледяной пустоте Млечного Пути, не привязанные ни к одной звезде. Эти планеты-изгои, или «сироты», не знают ни рассветов, ни закатов, оставаясь невидимыми для обычных телескопов. С тех пор как в 1992 году человечество подтвердило существование первой экзопланеты, мы открыли более шести тысяч миров, но именно эти одинокие странники подкинули астрономам загадку, которую окрестили «пустыней Эйнштейна». Суть тайны в том, что мы находим очень легкие планеты-изгои и очень тяжелые объекты вроде несостоявшихся звезд, но посередине зияет пугающая пустота, логичного объяснения которой до сих пор не существует.
Поиск планет-сирот — настоящий технологический вызов. Если обычную экзопланету можно заметить по тому, как она слегка заслоняет свет своей звезды или заставляет её «покачиваться» под действием гравитации, то с изгоями такие фокусы не проходят. У них нет хозяина, на фоне которого их можно разглядеть.
Единственный способ поймать такого призрака — использовать метод гравитационного микролинзирования, предсказанный еще Альбертом Эйнштейном. Когда невидимая планета проходит точно перед далекой яркой звездой, её масса искривляет пространство-время, работая как увеличительное стекло. На короткое мгновение свет далекой звезды вспыхивает ярче, выдавая присутствие «взломщика».
Именно здесь начинается странное. Согласно теории относительности, сила этого эффекта напрямую зависит от массы объекта. Ученые проанализировали данные и обнаружили, что у нас есть множество случаев линзирования от объектов массой меньше Юпитера и огромное количество сигналов от тяжелых коричневых карликов и звезд. Но в диапазоне между ними наблюдается настоящий дефицит событий.
Это и есть та самая «пустыня Эйнштейна» — провал в распределении масс, где планеты размером с Сатурн или Юпитер встречаются крайне редко. Получается, что космос охотно вышвыривает из своих систем мелкие миры, но почему-то удерживает гигантов на привязи.
Современные гипотезы предполагают, что всё дело в жестоких «разборках» внутри молодых планетных систем. Когда планеты формируются в протопланетном диске, они начинают гравитационно толкать друг друга. Маленькие объекты вроде Нептуна или Земли легко вылетают в межзвездное пространство, становясь вечными бродягами.
Но чтобы выкинуть тяжелого газового гиганта, требуется колоссальная энергия, которой в системе часто не хватает. Таким образом, «пустыня Эйнштейна» может быть не просто ошибкой наблюдений, а прямым доказательством того, что Вселенная предпочитает сохранять своих тяжеловесов дома, отправляя в изгнание лишь тех, кто полегче.
Недавнее обнаружение планеты-изгоя массой с Сатурн стало редкой удачей и подарило надежду на то, что мы просто чего-то не видим. Возможно, наши методы детекции пока недостаточно чувствительны для «среднего класса» космических сирот.
Ответы на этот вопрос мы рассчитываем получить в ближайшие годы, когда в строй вступят обсерватория имени Веры Рубин и космический телескоп «Нэнси Роман». Эти мощные инструменты должны собрать достаточно данных, чтобы лингвистический «песок» в пустыне Эйнштейна наконец превратился в четкую картину того, как на самом деле устроена демография невидимых обитателей нашей галактики.