Шлях космічного рōніна. Найменша з відомих відкритих вільних планет

Міжнародна група дослідників на чолі з астрономами з Варшавського університету оголосила про відкриття найменшої з коли-небудь відкритих вільних планет земного типу. Вчені вважають, що лише в нашій галактиці можуть існувати мільярди подібних поодиноких планет, не пов'язаних з якими-небудь зірками і блукаючих космосом за подобою історичного Роніна — самурая без господаря чи господаря.

Вчені, які вивчають утворення та еволюцію планетних систем, таких як Сонячна система, давно передбачають існування вільних планет, викинутих з їх батьківських систем, які подорожують по нашій галактиці поодинці. Дійсно, кілька років тому дослідження, проведене польськими вченими з команди OGLE в Астрономічній обсерваторії Варшавського університету, вперше дали докази існування таких планет у Чумацькому Шляху. В даний час на сторінках престижного журналу "Astrophysical Journal Letters" члени команди OGLE оголосили про відкриття найменшої знайденої на сьогодні вільної планети.

Світло із позасонячних планет рідко можна побачити безпосередньо. Більшість з них були виявлені в результаті непрямих спостережень — наслідків впливу на батьківських зірок. Вільні планети майже не випромінюють світла і за визначенням не обертаються навколо жодної зірки. Тому їх виявлення за допомогою класичних методів практично неможливо.

Тому астрономи використовують техніку гравітаційного мікролінзування. Гравітаційне мікролінзування — це ефект загальної теорії відносності. Ейнштейн передбачив, що шлях світлових променів поблизу масивних предметів може зігнутися. Їх сила тяжіння діє як гігантська лінза, яка фокусує і підсилює світло від далеких зірок.

"Спостерігач на Землі побачить короткочасне освітлення віддаленого джерела", — пояснює доктор Перемислав Мруз з Каліфорнійського технологічного інституту в США, перший автор публікації, додаючи: "Шанс спостерігати явища мікролінзування надзвичайно малий, оскільки три об'єкти — джерело, лінза та спостерігач — вони повинні бути майже ідеально на одній лінії. Якби ми дивилися лише на одну зірку-джерело, нам би довелося чекати в середньому майже мільйон років, щоб спостерігати за мікролінзуванням ".

Ось чому сучасні експерименти, що шукають явища мікролінзування, все ще спостерігають сотні мільйонів зірок, розташованих у центрі Чумацького Шляху, де ймовірність цього явища найбільша. Одним з таких експериментів є OGLE — опитування неба, проведене астрономами з Варшавського університету. Проект, який реалізується більше 28 років, є одним з найбільших і найстаріших сучасних знімань неба. Поляки мають варшавський телескоп в обсерваторії Лас-Кампанас в Чилі. Ясної ночі польські астрономи спрямовують телескоп на ті самі ділянки неба, вимірюють яскравість сотень мільйонів зірок і шукають предмети, що змінюють їх яскравість.

Гравітаційне мікролінзування не залежить від яскравості лінзи. Тож це чудовий спосіб виявити об’єкти, які взагалі не випромінюють світла, наприклад, планети вільної форми. Чим менш масивний об'єкт-лінза, тим коротше в середньому явища мікролінзування: хоча типові мікролінзи, викликані зірками, тривають кілька днів, явища, спричинені планетами з масою Юпітера, тривають зазвичай 1-2 дні, а планетами — лише кілька годин .

Розмір індукованих зірками гравітаційних лінз, як правило, набагато більший, ніж розмір вихідної зірки. "Світло всього диска зіркового джерела концентрується гравітаційною лінзою", — говорить доктор Мрож. Мить пізніше він додає: "Інакше буває, коли планети об'єктивуються. Тоді лише невелика частина поверхні зірки освітлюється". Цей ефект дозволяє астрономам точніше оцінити вагу лінзи.

Відкриття астрономів стосується найкоротшого явища мікролінзування, виявленого на сьогоднішній день, під назвою OGLE-2016-BLG-1928, з масштабом лише 42 хвилини. "Коли ми побачили це явище, було очевидно, що воно повинно бути спричинене надзвичайно дрібним об'єктом", — зазначає д-р Радослав Полескі з Астрономічної обсерваторії Варшавського університету, співавтор публікації. Моделі вчених, присвячені явищу, вказують, що це був об’єкт, менший за Землю (приблизно втричі перевищує масу Марса), розташований за кілька тисяч світлових років від Сонця. "Більше того, це, мабуть, самотня планета. Якби в її околицях була зірка, ми виявили б її присутність. Зірка спричинила б секунду, довшу яскравість, яку ми не спостерігали", — додає доктор Полеський.

Астрономи з команди OGLE раніше подавали докази існування великої популяції вільних планет з масами, подібними до маси Землі в нашій Галактиці. "Наше сучасне відкриття підтверджує, що вільні планети з низькою масою поширені в Чумацькому Шляху, їх може бути мільярди, і що їх можна виявити та охарактеризувати спостереженнями з поверхні Землі", — наголошує проф. Анджей Удальський з Астрономічної обсерваторії Варшавського університету, керівник проекту OGLE.

Швидше за все, явище OGLE-2016-BLG-1928 було спричинене об’єктом, який залишив свою рідну планетарну систему незабаром після свого формування. Взаємодія між протопланетами може призвести до викидання деяких з них у міжзоряний простір.

Однак існує безліч інших механізмів, які можуть зробити те саме. Таким чином, вивчення вільних планет дає змогу краще зрозуміти процеси, що ведуть до формування планет і планетних систем. На додаток до даних, зібраних проектом OGLE, у дослідженні використовувались спостереження за явищем OGLE-2016-BLG-1928, здійснені корейським явищем KMTNet (Korea Microlensing Telescope Network). Проект KMTNet має три телескопи — в Чилі, Австралії та Південній Африці.

Пошук вільних планет є одним із наукових двигунів місії римського космічного телескопа Ненсі Грейс, флагманської місії, підготовленої американським космічним агентством NASA. Телескоп повинен вийти на орбіту в 2025 році і має потенціал вивести область досліджень позасонячних планет на новий рівень.

На сьогодні астрономи відкрили понад чотири тисячі позасонячних планет. Більшість з них не схожі на планети, відомі в Сонячній системі, але їх об’єднує одне — вони обертаються навколо зірки.

Джерело: Варшавський університет


зображення
Реклама — від пропозиції магазину Defence24.pl

Facebook Comments