Ученые обнаружили одинокую осиротевшую планету, блуждающую по Млечному Пути без родительской звезды, которая могла бы направлять ее — «блуждающую» планету, застрявшую в бесконечной тьме без дней, ночей или гравитационных братьев и сестер, которые могли бы составить ей компанию.
Вполне возможно, что наша галактика до краев заполнена этими блуждающими планетами, но эта галактика особенно необычна по одной особой причине: она самая маленькая из найденных на сегодняшний день — даже меньше, чем Земля — с массой, подобной массе Марса.
Ученые обнаружили более 4000 «внесолнечных» планет, также известных как экзопланеты, которые вращаются вокруг звезды, отличной от Солнца. Многие экзопланеты — например, та, на которой идёт дождь из жидкого железа — не имеют ничего общего с планетами нашей Солнечной системы, но все они имеют одну общую черту: все они вращаются вокруг звезды.
Но всего несколько лет назад астрономы из Польши обнаружили в галактике Млечный Путь доказательства существования свободно плавающих планет, не привязанных гравитационно к звезде. В новом исследовании те же астрономы обнаружили самую маленькую такую планету на сегодняшний день.
Экзопланеты трудно обнаружить, обычно их можно обнаружить, только наблюдая свет от родительских звезд. Поскольку свободно плавающие планеты не имеют родительской звезды и почти не излучают радиации, астрономам приходится использовать другой подход, чтобы найти их.
Блуждающие планеты обнаруживаются с помощью гравитационного микролинзирования, которое является результатом общей теории относительности Альберта Эйнштейна. В этом случае гравитация планеты (линза) действует как своего рода увеличительное стекло, способное отклонять свет яркой звезды (источника) позади нее так, чтобы наблюдатель на Земле мог обнаружить ее присутствие.
"Наблюдатель будет измерять кратковременное увеличение яркости исходной звезды", - сказал ведущий автор исследования доктор Пшемек Мроз, научный сотрудник Калифорнийского технологического института, в пресс-релизе в четверг. «Шансы наблюдать микролинзирование крайне малы, потому что три объекта — источник, линза и наблюдатель — должны быть почти идеально выровнены. Если бы мы наблюдали только одну звезду-источник, нам пришлось бы ждать почти миллион лет, чтобы увидеть, как источник подвергается микролинзированию».
Исследователи, наблюдающие за этими событиями, наблюдают за сотнями миллионов звезд в центре галактики, что обеспечивает самые высокие шансы на микролинзирование.
Эксперимент по оптическому гравитационному линзированию, проводимый астрономами Варшавского университета, является одним из крупнейших и продолжительных обзоров неба, который проводится уже более 28 лет. В настоящее время астрономы используют телескоп в обсерватории Лас-Кампанас в Чили, наблюдая за центром галактики в ясные ночи в поисках изменений в яркости звезд.
Поскольку этот метод полагается только на яркость источника, а не линзы, он позволяет астрономам обнаруживать слабые или темные объекты, такие как блуждающие планеты.
Измерение продолжительности такого события, в дополнение к форме его кривой блеска, может дать оценку массы объекта, который ищут астрономы. В то время как большинство наблюдаемых событий, вызванных звездами, длятся несколько дней, малые планеты дают окно в несколько часов.
В данном случае OGLE-2016-BLG-1928, самое короткое из когда-либо зарегистрированных событий микролинзирования, длилось всего 42 минуты. Основываясь на этом событии, астрономы оценили, что планета имеет массу, подобную марсианской, и обнаружили, что она блуждает.
"Когда мы впервые заметили это событие, стало ясно, что оно, должно быть, было вызвано чрезвычайно крошечным объектом", - сказал соавтор исследования доктор Радослав Полески из Астрономической обсерватории Варшавского университета. "Если бы линза вращалась вокруг звезды, мы бы обнаружили ее присутствие в кривой блеска события. Мы можем исключить, что планета имеет звезду с точностью до 8 астрономических единиц (астрономическая единица — это расстояние между Землей и Солнцем)».
Не совсем ясно, почему у этих блуждающих планет нет родительских звезд, но ученые не думают, что планеты имели какое-либо право голоса в этом вопросе. Скорее всего, первоначально они сформировались как «обычные» планеты — только для того, чтобы быть выброшенными из своих родительских систем после гравитационного взаимодействия с другими планетами.
В настоящее время НАСА строит космический телескоп Нэнси Грейс Роман, запуск которого запланирован на середину 2020-х годов. Изучение этих свободно плавающих планет может помочь астрономам лучше понять нестабильную историю молодых планетных систем, включая нашу собственную Солнечную систему.
