Slyngelplaneter kan være flere end stjernerne

En kommende NASA-mission kunne finde ud af, at der er flere slyngelplaneter - planeter, der svæver i rummet uden at kredse om en sol - end der er stjerner i Mælkevejen, en ny undersøgelse teoretiserer.

"Dette giver os et vindue ind i disse verdener, som vi ellers ikke ville have, " sagde Samson Johnson, en astronomi kandidatstuderende ved Ohio State University og hovedforfatter af undersøgelsen. "Forestil dig vores lille klippeplanet, der bare flyder frit i rummet - det er det, denne mission vil hjælpe os med at finde."

Undersøgelsen blev offentliggjort i dag i he Astronomisk Tidsskrift .

Undersøgelsen beregnede, at NASAs kommende Nancy Grace Roman Space Telescope kunne finde hundredvis af slyngelplaneter i Mælkevejen. At identificere disse planeter, Johnson sagde, vil hjælpe videnskabsmænd med at udlede det samlede antal slyngelplaneter i vores galakse. Rogue, eller frit svævende, Planeter er isolerede objekter, der har masser svarende til planeternes. Oprindelsen af ​​sådanne genstande er ukendt, men en mulighed er, at de tidligere var bundet til en værtsstjerne.

"Universet kan vrimle med slyngelplaneter, og vi ville ikke engang vide det, " sagde Scott Gaudi, en professor i astronomi og en fremtrædende universitetsforsker ved Ohio State og en medforfatter af papiret. "Vi ville aldrig finde ud af det uden at foretage en grundig, rumbaseret mikrolinseundersøgelse, som Roman vil lave."

Det romerske teleskop, opkaldt efter NASAs første chefastronom, der også var kendt som "moderen" til Hubble-teleskopet, vil forsøge at bygge den første folketælling af slyngelplaneter, som kunne, Johnson sagde, hjælpe videnskabsmænd med at forstå, hvordan disse planeter dannes. Roman vil også have andre mål, herunder at søge efter planeter, der kredser om stjerner i vores galakse.

Den proces er ikke velforstået, selvom astronomer ved, at det er rodet. Slyngelplaneter kan dannes i de gasformige skiver omkring unge stjerner, ligner de planeter, der stadig er bundet til deres værtsstjerner. Efter dannelse, de kunne senere blive udstødt gennem interaktioner med andre planeter i systemet, eller endda forbiflyvninger af andre stjerner.

Eller de kan dannes, når støv og gas hvirvler sammen, ligner den måde, stjerner dannes på.

Det romerske teleskop, Johnson sagde, er designet ikke kun til at lokalisere fritsvævende planeter i Mælkevejen, men for at teste teorierne og modellerne, der forudsiger, hvordan disse planeter blev dannet.

Johnsons undersøgelse viste, at denne mission sandsynligvis vil være 10 gange mere følsom over for disse objekter end eksisterende indsats, som indtil videre er baseret på teleskoper bundet til jordens overflade. Det vil fokusere på planeter i Mælkevejen, mellem vores sol og centrum af vores galakse, dækker omkring 24, 000 lysår.

"Der er blevet opdaget adskillige slyngelplaneter, men for faktisk at få et komplet billede, vores bedste bud er noget som Roman, " sagde han. "Dette er en helt ny grænse."

Rogue planeter har historisk set været svære at opdage. Astronomer opdagede planeter uden for Jordens solsystem i 1990'erne. De planeter, kaldet exoplaneter, spænder fra ekstremt varme kugler af gas til stenet, støvede verdener. Mange af dem kredser om deres egne stjerner, måden Jorden kredser om solen.

Men det er sandsynligt, at en del af dem ikke gør det. Og selvom astronomer har teorier om, hvordan slyngelplaneter dannes, ingen mission har studeret disse verdener i den detalje, som romersk vil.

Missionen, som er planlagt til at lancere inden for de næste fem år, vil søge efter slyngelplaneter ved hjælp af en teknik kaldet gravitationel mikrolinse. Denne teknik er afhængig af tyngdekraften af ​​stjerner og planeter til at bøje og forstørre lyset, der kommer fra stjerner, der passerer bag dem fra teleskopets synspunkt.

Denne mikrolinseeffekt er forbundet med Albert Einsteins teori om generel relativitet og gør det muligt for et teleskop at finde planeter tusindvis af lysår væk fra Jorden - meget længere end andre planetdetekteringsteknikker.

Men fordi mikrolinsing kun virker, når en planets eller stjernes tyngdekraft bøjer og forstørrer lyset fra en anden stjerne, virkningen fra en given planet eller stjerne er kun synlig i kort tid en gang hvert par millioner år. Og fordi slyngelplaneter er placeret i rummet alene, uden en nærliggende stjerne, teleskopet skal være meget følsomt for at kunne detektere denne forstørrelse.

Undersøgelsen, der er offentliggjort i dag, anslår, at denne mission vil være i stand til at identificere slyngelplaneter, der er Mars-massen eller større. Mars er den næstmindste planet i vores solsystem og er kun lidt større end halvdelen af ​​Jordens størrelse.

Johnson sagde, at disse planeter sandsynligvis ikke vil understøtte liv. "De ville sandsynligvis være ekstremt kolde, fordi de ikke har nogen stjerne, " sagde han. (Andre forskningsmissioner, der involverer Ohio State astronomer, vil søge efter exoplaneter, der kunne være vært for liv.)

Men at studere dem vil hjælpe videnskabsmænd med at forstå mere om, hvordan alle planeter dannes, han sagde.

"Hvis vi finder en masse slyngelplaneter med lav masse, vi ved, at når stjerner danner planeter, de skubber sandsynligvis en masse andre ting ud i galaksen, " sagde han. "Dette hjælper os med at få styr på planeternes dannelsesvej generelt."