Мы думали, что наша Солнечная система — норма, а оказалось, мы скорее космическая аномалия

Астрономы давно подозревают, что наша Солнечная система — скорее исключение, чем правило. Новое исследование, опубликованное в журнале Science, ещё раз подтверждает это предположение. Оказалось, что за пределами привычного нам космического «дома» во многих других планетных системах могут существовать целые классы планет, которых у нас нет, например горячие юпитеры и мини-нептуны. Но до сих пор большинство известных экзопланет было обнаружено сравнительно близко к их звёздам — в первую очередь из-за особенностей методов поиска. Теперь же учёные нашли намёки на значительное количество суперземель, расположенных на орбитах, сопоставимых с расстоянием Юпитера и Сатурна от Солнца.

Обычно планеты находят двумя способами: фиксируя падение яркости звезды при прохождении планеты перед ней (метод транзитов) или по эффекту «качания» звезды под действием гравитационного притяжения планеты (метод радиальных скоростей). Оба метода естественным образом лучше работают для планет, находящихся близко к своим звёздам. На практике это означает, что мы почти ничего не знаем о планетах, которые могут находиться на дальних орбитах — там, где в нашей системе крутятся, например, Юпитер или Нептун.

Новый взгляд на картину дали события микролинзирования — когда гравитация планеты искривляет свет от далёкой звезды, временно увеличивая её яркость. Это своего рода обратная версия транзита: вместо того чтобы затемнять звезду, планета делает её ярче. Но такие события сложно поймать: они длятся всего несколько часов, а их яркость увеличивается совсем незначительно. К тому же метод микролинзирования сам по себе даёт мало сведений о планете — только соотношение её массы к массе звезды. Без точных данных о самой звезде это оставляет много неопределённостей.

Тем не менее исследователи из Корейской сети телескопов микролинзирования смогли зафиксировать одно интересное событие, названное OGLE-2016-BLG-0007 . Его сначала заметила польская команда OGLE, но корейская сеть тоже его зафиксировала. В ходе наблюдений был замечен небольшой «бугорок» на фоне долгого увеличения яркости, вызванного более крупной линзой — это и стало ключом к разгадке. Из всех возможных объяснений, включая наличие третьей звезды или гигантской планеты на тесной орбите, наиболее логичной оказалась версия о планете, находящейся на большом расстоянии от своей звезды.

Дальнейший анализ показал, что масса планеты примерно в 1,3 раза больше массы Земли, если считать, что звезда — это типичный красный карлик, что вполне вероятно для нашей галактики. При этом орбита планеты в 10 раз дальше от звезды, чем орбита Земли от Солнца, что делает её аналогом суперземли с орбитой в районе Сатурна.

Чтобы понять, насколько это случайность или правило, учёные изучили все случаи микролинзирования, зафиксированные их сетью — около 60 кандидатов. Оказалось, что планет с подобными характеристиками может быть очень много. Причём данные намекают на существование двух чётких групп: одной — с относительно небольшими, каменистыми планетами вроде этой, и другой — с гораздо более массивными объектами, вероятно, газовыми гигантами. Такое деление хорошо укладывается в современную теорию формирования планет: каменистые планеты могут нарастать до определённого размера, а затем, если достигают критической массы, быстро притягивают окружающий газ и становятся гигантами.

Если результаты подтвердятся, это будет означать, что в других системах действительно полно суперземель на дальних орбитах — замороженных миров, которых у нас попросту нет. В нашей Солнечной системе каменные планеты заканчиваются на Марсе, и ничего похожего на замёрзшую суперземлю у нас нет. Конечно, учёные призывают относиться к выводам осторожно: метод микролинзирования пока дал относительно мало открытий, а каждая новая находка сопровождается большими неопределённостями. Но если наблюдаемая тенденция сохранится, это будет ещё одним доказательством того, насколько необычна наша Солнечная система.