Porzucone, chłodne, samotne – takich planet mogą być biliony

Planety porzucone przez swoje macierzyste gwiazdy, przemierzające samotnie przestrzeń kosmiczną – szukanie ich to karkołomne zadanie. Nieoświetlone przez gwiazdy, chłodne, mogą podróżować niemal niezauważenie. „Złapać” je można tylko, kiedy znajdą się w jednej linii z odległym obiektem, na przykład gwiazdą lub galaktyką. Zaobserwujemy wówczas jego pojaśnienie. Ten efekt wynika z zakrzywienia przestrzeni wywołanego przez planetę – tzw. mikrosoczewkowania grawitacyjnego. Mikro, bo w odróżnieniu od zwykłego soczewkowania nie widzimy wielokrotnych obrazów obserwowanego obiektu. Masa planetarnej soczewki jest na to zbyt mała.

Mikrosoczewka tymczasowo rozjaśni obraz gwiazdy, co może być wykryte przez teleskopy monitorujące niebo z wystarczającą częstotliwością. Na przykład przez MOA (Microlensing Observations in Astrophysics) – japońsko-nowozelandzki projekt, który ma na celu wykrywanie takich właśnie zjawisk. Im mniejsza planeta, tym mniejsze pojaśnienie gwiazdy w wyniku soczewkowania. Obserwowanie planet o masach porównywalnych z masą Ziemi jest więc szczególnym wyzwaniem. MOA po raz pierwszy był w stanie dostarczyć systematycznej analizy ilości takich zdarzeń.

Rezultaty monitorowania nieba w latach 2006-2014 zostały opublikowane w „The Astronomical Journal” przez grupę pod kierunkiem Takahiro Sumiego z Osaka University. Lektura przyprawia o ciarki – okazuje się bowiem, że w naszej galaktyce może znajdować się ogromna ilość tajemniczych i niemal niezauważalnych planet. Te samotne obiekty (po angielsku zwane „rogue planets”, łobuzerskie planety), mogą być aż 20-krotnie liczniejsze niż gwiazdy. Mowa o bilionie bezpańskich planet!

Trzeba podkreślić, że naukowcy wcale nie zaobserwowali miliardów tego typu obiektów. Tak naprawdę w ciągu 9 lat wykryto ich zaledwie kilkanaście. Narzędzia statystyczne pozwalają jednak z dość dużą dokładnością obliczyć, ile ich musi istnieć w Galaktyce. Trzeba tylko wziąć pod uwagę, jakie jest w bezbrzeżnej otchłani kosmosu prawdopodobieństwo przejścia małej planety wystarczająco blisko światła gwiazdy.

W kolejnej publikacji kolaboracji MOA Naoki Koshimoto z Uniwersytetu w Osace, przy współpracy m.in. z naukowcami z Uniwersytetu Warszawskiego, przedstawia dwie z nowo odkrytych planet: obiekt o masie 0,8 ziemskiej i drugi porównywalny z masą Neptuna. To dopiero drugie odkrycie planety o rozmiarach Ziemi techniką mikrosoczewkowania (po dokonanym w 2020 r., w ramach polskiego projektu OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) kierowanego przez naukowców z Uniwersytetu Warszawskiego.

Skąd biorą się takie planety? Najpopularniejsza hipoteza sugeruje, że powstały w normalnym procesie tworzenia – w gazowo-pyłowym dysku wokół gwiazdy – jednak w wyniku perturbacji, bliskich przelotów gwiazd lub kolizji zostały wyrzucone w przestrzeń kosmiczną. Ilość potencjalnych bezpańskich planet sugeruje, że takie zdarzenia są dość powszechne w układach planetarnych.

Opisane odkrycia to szczególnie dobra wiadomość dla nowej misji NASA – superczułego detektora zjawisk mikrosoczewkowania o nazwie Nancy Grace Roman Space Telescope. Autorzy opisanych publikacji sugerują, że Roman będzie w stanie znaleźć nawet 1000 nowych samotnych planet!

To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Jeśli z niej korzystasz, powołaj się na źródło, czyli na www.projektpulsar.pl. Dziękujemy.