En slyngelplanet på størrelse med Jorden opdaget i Mælkevejen

Vores galakse vrimler måske med slyngelplaneter, gravitationsmæssigt ubundet til nogen stjerne. Et internationalt hold af forskere, ledet af polske astronomer, har annonceret opdagelsen af ​​den mindste jord-størrelse frit svævende planet fundet til dato.

Over 4, 000 ekstrasolare planeter er blevet opdaget til dato. Selvom mange af de kendte exoplaneter ikke ligner dem i vores solsystem, de har én ting til fælles – de kredser alle sammen om en stjerne. Imidlertid, teorier om planetdannelse og evolution forudsiger eksistensen af ​​frit svævende (slyngelstater) planeter, gravitationsmæssigt ubundet til enhver stjerne. Ja, et par år siden, Polske astronomer fra OGLE-holdet fra det astronomiske observatorium ved Warszawas universitet gav de første beviser for eksistensen af ​​sådanne planeter i Mælkevejen. Skriver ind Astrofysiske tidsskriftsbreve , OGLE-astronomer annoncerede opdagelsen af ​​den mindste slyngelplanet, der er fundet til dato.

Exoplaneter kan kun sjældent observeres direkte. Som regel, astronomer finder planeter ved hjælp af observationer af lyset fra planetens værtsstjerne. For eksempel, hvis en planet krydser foran sin moderstjernes skive, så falder den observerede lysstyrke af stjernen periodisk med en lille mængde, hvilket forårsager såkaldte transitter. Astronomer kan også måle stjernens bevægelse forårsaget af planeten.

Fritsvævende planeter udsender praktisk talt ingen stråling og – pr. definition – kredser de ikke om nogen værtsstjerne, så de kan ikke opdages ved hjælp af traditionelle metoder til astrofysisk detektion. Alligevel, slyngelplaneter kan spottes ved hjælp af et astronomisk fænomen kaldet gravitationel mikrolinse. Mikrolinsing er resultatet af Einsteins generelle relativitetsteori - et massivt objekt (linsen) kan bøje lyset fra et lys baggrundsobjekt (kilden). Linsens tyngdekraft fungerer som et enormt forstørrelsesglas, der bøjer og forstørrer lyset fra fjerne stjerner.

"Hvis et massivt objekt (en stjerne eller en planet) passerer mellem en jordbaseret observatør og en fjern kildestjerne, dens tyngdekraft kan afbøje og fokusere lys fra kilden. Observatøren vil måle en kort oplysning af kildestjernen, " forklarer Dr. Przemek Mroz, en postdoktor ved California Institute of Technology og en hovedforfatter af undersøgelsen. "Chancerne for at observere mikrolinsing er ekstremt små, fordi tre objekter - kilde, linse, og observatør – skal være næsten perfekt justeret. Hvis vi kun observerede én kildestjerne, vi skulle vente næsten en million år på at se kilden blive mikrolinset, " tilføjer han.

Dette er grunden til, at moderne undersøgelser, der jager efter gravitationelle mikrolinsehændelser, overvåger hundredvis af millioner stjerner i Mælkevejens centrum, hvor chancerne for mikrolinsing er størst. OGLE-undersøgelsen - ledet af astronomer fra Warszawa Universitet - udfører et sådant eksperiment. OGLE er en af ​​de største og længste himmelundersøgelser, startede driften for over 28 år siden. I øjeblikket, OGLE-astronomer bruger et 1,3 meter Warszawa-teleskop placeret ved Las Campanas-observatoriet, Chile. Hver klar nat, de peger deres teleskop mod de centrale områder af galaksen og observerer hundredvis af millioner stjerner, søger efter dem, der ændrer deres lysstyrke.

Gravitationel mikrolinsing afhænger ikke af linsens lysstyrke, så det muliggør studiet af svage eller mørke objekter såsom planeter. Varigheden af ​​mikrolinsehændelser afhænger af linseobjektets masse - jo mindre massiv linsen er, jo kortere mikrolinsebegivenhed. De fleste af de observerede begivenheder, som typisk varer flere dage, er forårsaget af stjerner. Mikrolinsebegivenheder, der tilskrives fritsvævende planeter, har en tidsskala på knap et par timer. Ved at måle varigheden af ​​en mikrolinsebegivenhed (og formen af ​​dens lyskurve) kan vi estimere massen af ​​linseobjektet.

Forskerne annoncerede opdagelsen af ​​den korteste tidsskala mikrolinsebegivenhed, der nogensinde er fundet, kaldet OGLE-2016-BLG-1928, som har en tidsskala på kun 42 minutter. "Da vi første gang så denne begivenhed, det var tydeligt, at det måtte være forårsaget af en ekstremt lille genstand, " siger Dr. Radoslaw Poleski fra Det Astronomiske Observatorium ved Warszawas Universitet, medforfatter til undersøgelsen.

Ja, modeller af hændelsen indikerer, at linsen må have været mindre massiv end Jorden, det var sandsynligvis et objekt af Mars-masse. I øvrigt, linsen er sandsynligvis en slyngelplanet. "Hvis linsen kredsede om en stjerne, vi ville opdage dens tilstedeværelse i lyskurven af ​​begivenheden, " tilføjer Dr. Poleski. "Vi kan udelukke, at planeten har en stjerne inden for omkring 8 astronomiske enheder (den astronomiske enhed er afstanden mellem Jorden og solen)."

OGLE-astronomer leverede det første bevis for en stor population af slyngelplaneter i Mælkevejen for et par år siden. Imidlertid, den nyligt opdagede planet er den mindste slyngelverden, der nogensinde er fundet. "Vores opdagelse viser, at fritsvævende lavmasseplaneter kan detekteres og karakteriseres ved hjælp af jordbaserede teleskoper, " siger prof. Andrzej Udalski, OGLE-projektets PI.

Astronomer har mistanke om, at fritsvævende planeter faktisk er dannet i protoplanetariske skiver omkring stjerner (som "almindelige" planeter), og de er blevet slynget ud af deres moderplanetsystemer efter gravitationsinteraktioner med andre legemer, for eksempel, med andre planeter i systemet. Teorier om planetdannelse forudsiger, at de udstødte planeter typisk skulle være mindre end Jorden. Dermed, at studere frit svævende planeter sætter os i stand til at forstå den turbulente fortid for unge planetsystemer, såsom solsystemet.

Jagten på frit svævende planeter er en af ​​de videnskabelige drivere bag Nancy Grace Roman Space Telescope, som i øjeblikket er ved at blive bygget af NASA. Observatoriet er planlagt til at starte sin drift i midten af ​​2020'erne.

På grund af begivenhedens korthed, yderligere observationer indsamlet af Korea Microlensing Telescope Network (KMTNet) var nødvendige for at karakterisere begivenheden. KMTNet driver et netværk af tre teleskoper - i Chile, Australien, og Sydafrika.