Naukowcy odkryli interesujące dowody na istnienie tajemniczej populacji „swobodnie płynących” planet – planet, które mogą być samotne w głębokiej przestrzeni kosmicznej, niezwiązane z żadną gwiazdą. Wyniki badań, opublikowane niedawno w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, obejmują cztery nowe odkrycia, które pasują do planet o masach podobnych do Ziemi. W badaniach brał udział również dr Radosław Poleski z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego.
W badaniach, prowadzonych przez Iaina McDonalda z University of Manchester w Wielkiej Brytanii, wykorzystano dane uzyskane w 2016 roku podczas fazy misji K2 należącego do NASA Kosmicznego Teleskopu Keplera. Podczas tej dwumiesięcznej kampanii Kepler co 30 minut monitorował zatłoczone pole milionów gwiazd w pobliżu centrum naszej Galaktyki w celu znalezienia rzadkich zdarzeń mikrosoczewkowania grawitacyjnego.
Zespół badawczy znalazł 27 krótkotrwałych sygnałów mikrosoczewkowanie, których czas trwania wahał się od godziny do 10 dni. Wiele z nich było już wcześniej widzianych w danych uzyskanych jednocześnie z programów naziemnych obserwacji OGLE i KMTNet. Jednak cztery najkrótsze zdarzenia są nowymi detekcjami, które są pasują do planet o masach podobnych do Ziemi.
Te nowe zdarzenia nie wykazują towarzyszącego im dłuższego sygnału, którego można by oczekiwać od gwiazdy macierzystej, co sugeruje, że mogą to być planety swobodne. Takie planety mogły pierwotnie uformować się wokół gwiazdy macierzystej, a potem zostać wyrzucone przez grawitacyjne przyciąganie innych, cięższych planet w układzie.
Przewidziane 85 lat temu przez Alberta Einsteina jako konsekwencja jego ogólnej teorii względności, mikrosoczewkowanie opisuje, jak światło gwiazdy tła może być tymczasowo wzmocnione przez obecność innych gwiazd na pierwszym planie. Powoduje to krótki wzrost jasności, który może trwać od kilku godzin do kilku dni. Mniej więcej jedna na milion gwiazd w naszej Galaktyce jest w danym momencie dotknięta mikrosoczewkowaniem, ale tylko kilka procent z nich może być wywołanych obecnością planet.
Kepler nie został zaprojektowany do poszukiwania planet metodą mikrosoczewkowania, ani do badania niezwykle gęstych obszarów gwiazd w wewnętrznej części Galaktyki. Oznacza to, że trzeba było opracować nowe techniki redukcji danych, aby szukać sygnałów w zbiorze danych Keplera.
Dr Iain zauważa: Takie sygnały są niezwykle trudne do znalezienia. Skierowaliśmy starszawy i niedomagający teleskop z nieostrym wzrokiem na jedną z najgęściej zatłoczonych części nieba, gdzie są już tysiące gwiazd zmieniających swoją jasność oraz tysiące asteroid, które przemykają przez nasze pole widzenia. Z tej kakofonii próbujemy wyłonić drobne, charakterystyczne pojaśnienia wywoływane przez planety, a mamy tylko jedną szansę na dostrzeżenie sygnału, zanim ten zniknie. To tak, jakbyśmy próbowali wyłowić świetlika wśród świateł samochodów na autostradzie, używając do tego jedynie aparatu w smartfonie.
Dr Radosław Poleski obecnie uczestniczy w planowaniu obserwacji mikrosoczewkowych, które będzie wykonywał Kosmiczny Teleskop Nancy Grace Roman, budowany przez agencję kosmiczną NASA. Ten teleskop będzie przełomem w badaniach planet swobodnych, ponieważ pozwoli nam wykrywać obiekty o dużo mniejszych masach niż jest to możliwe teraz. Mam nadzieję, że razem z teleskopem Roman obserwacje będzie prowadził także satelita Euclid przygotowywany przez Europejską Agencję Kosmiczną. Połączenie ich możliwości obserwacyjnych pozwoliłoby na bezpośrednie zmierzenie mas wielu planet swobodnych, a tym samym lepsze zrozumienie właściwości tych niezwykłych obiektów – wyjaśnia dr Poleski.
OGLE z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego – pod kierunkiem prof. Andrzeja Udalskiego – bada zjawiska mikrosoczewkowania grawitacyjnego od prawie 30 lat, wykorzystując teleskop w obserwatorium Las Campanas w Chile. Na podstawie zebranych danych grupa OGLE już kilka lat temu przedstawiła jedną z pierwszych analiz częstości występowania planet swobodnych.
Więcej informacji:
- Kepler telescope glimpses population of free-floating planets
- Kepler K2 Campaign 9 – I. Candidate short-duration events from the first space-based survey for planetary microlensing
- Cztery nowe planety swobodne
Źródło: RAS
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Na ilustracji: Wizja artystyczna planety swobodnej. Źródło: A. Stelter / Wikimedia Commons
