Przejdź do treści

Naukowcy potwierdzają obiekty o masach planetarnych w układach pozagalaktycznych

img

Grupa badaczy donosi o odkryciu pozagalaktycznych obiektów o masach planetarnych w drugiej i trzeciej galaktyce poza Drogą Mleczną. W pierwszej galaktyce poza naszą odkryto takie obiekty w 2018 roku. Przy istniejących zasobach obserwacyjnych niemożliwe jest bezpośrednie wykrycie takich obiektów poza Drogą Mleczną i zmierzenie ich populacji planetarnych.

Wykrywanie obiektów o masie planetarnej, zarówno samotnych planet jak i pierwotnych czarnych dziur jest niezwykle cenne w modelowaniu formowania się gwiazd/planet czy wczesnego Wszechświata. Nawet bez rozkładu tych dwóch populacji nasz limit pierwotnej populacji czarnych dziur jest już o kilka rzędów wielkości poniżej poprzednich granic w tym zakresie masy.

Grupa badawcza wykorzystała nowatorską technikę mikrosoczewkowania kwazara do badania populacji planetarnej w odległych układach pozagalaktycznych. Udało im się ograniczyć ułamek tych obiektów o masie planetarnej w odniesieniu do halo galaktycznego, badając ich mikrosoczewkowanie w spektrum soczewkowanych obrazów odległych jasnych aktywnych jąder galaktycznych.

Naukowcy przypuszczali, że te niezwiązane obiekty są albo swobodnie unoszącymi się planetami, albo pierwotnymi czarnymi dziurami. Swobodnie unoszące się planety zostały wyrzucone lub rozsiane podczas procesu formowania się gwiazd/planet. Pierwotne czarne dziury powstają we wczesnej fazie życia Wszechświata jako efekt fluktuacji kwantowych. Wyniki są znaczące, ponieważ potwierdzają, że obiekty o masach planetarnych faktycznie są uniwersalne w galaktykach. Ponadto przedstawiono tutaj pierwsze w historii ograniczenia w zakresie masy planetarnej w regionie wewnątrz gromady galaktyk.

Ograniczenia dotyczące masy pierwotnych czarnych dziur w zakresie mas planetarnych są o kilka rzędów wielkości poniżej poprzednich granic.

Dane obserwacyjne w tej pracy pochodzą z dziesięcioletnich porównań przeprowadzonych przez obserwatorium rentgenowskie Chandra. Dowody obserwacyjne dla tych obiektów o masie planetarnej uzyskane z sygnałów mikrosoczewkowania, które są dostępne jako przesunięcia w linii emisji promieniowania kwazara. Zaobserwowane pomiary porównano z symulacjami mikrosoczewkowania obliczonymi w Supercomputing Center for Education and Research Uniwersytetu w Oklahomie.

Porównanie modeli grupy badawczej z zaobserwowanymi wskaźnikami mikrosoczewkowania pozwoliło im ograniczyć ułamek tych obiektów o masach planetarnych w dwóch układach pozagalaktycznych do około 0.01% całkowitej masy. Praca ta jest kontynuacją poprzedniej wykonanej przez Dai i Guerrasa, która dostarczyła pierwszego pośredniego dowodu na istnienie swobodnych planet poza Drogą Mleczną.

Dwa systemy mają oznaczenia Q J0158-4325 i SDSS J1004+4112. Zdolność potwierdzenia istnienia obiektów o masie planetarnej w gromadzie galaktyk, gdy Wszechświat miał zaledwie połowę swojego obecnego wieku, jest dość niezwykła. Analiza grupy potwierdziła istnienie tych obiektów w skali planetarnej o masie od Jowisza do Księżyca w odległościach pozagalaktycznych, i zapewnia najbardziej rygorystyczne ograniczenia w tym zakresie masy. Wyniki te są zgodne z obecnymi ograniczeniami dla niezwiązanych swobodnych obiektów o masie planetarnej w Drodze Mlecznej.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
OU Research Group Confirm Planet-mass Objects in Extragalactic Systems

Confirmation of Planet-mass Objects in Extragalactic Systems

Źródło: Oklahoma University