Międzynarodowy zespół astronomów z udziałem Polaków odkrył nową kategorię planet pozasłonecznych – obiektów o masach Jowisza swobodnie poruszających się w przestrzeni kosmicznej. Krążą najprawdopododbniej wokół centrum galaktyki i nie mają swoich centralnych gwiazd. I właśnie dlatego może ich być dwukrotnie więcej niż gwiazd. O odkryciu informuje najnowszy numer prestiżowego czasopisma „Nature”.
W skład zespołu badawczego, który dokonał odkrycia, wchodzą dwie grupy zajmujące się badaniami mikrosoczewkowania grawitacyjnego: polscy astronomowie z projektu OGLE z Uniwersytetu Warszawskiego oraz japońsko-nowozelandzki zespół z projektu MOA. - Implikacje tego odkrycia są naprawdę doniosłe! – mówi Debra Fischer z Yale University. Prof. Andrzej Udalski z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego, szef zespołu OGLE, dodaje: - Odkrycie swobodnych planet to niewątpliwie nowe i ważne odkrycie w bardzo gorącej dziś dziedzinie poznawania planet pozasłonecznych. Obiekty te to nowa kategoria nieznanych dotąd, choć przewidywanych przez teoretyków planet.
Naukowcy z OGLE i MOA prowadzą pomiary jasności gwiazd w poszukiwaniu zjawisk mikrosoczewkowania grawitacyjnego w kierunku na centrum Galaktyki. Zjawiska takie zachodzą w sytuacji, gdy jakiś obiekt (np. gwiazda, planeta), zwany soczewką, przechodzi przed inną odległą gwiazdą. Pole grawitacyjne obiektu powoduje ugięcie promieniowania odległej gwiazdy, skutkujące tymczasowym jej pojaśnieniem (na kilka do kilkudziesięciu dni). Efekt ten został przewidziany przez ogólną teorię względności Einsteina i jest obserwowany przez astronomów.
Planeta ucieka
Na trop bezpańskich planet wpadli Nowozelandczycy. Zespół MOA zgromadził dane fotometryczne z obserwatorium Mt. John w Nowej Zelandii z lat 2006-2007. Udało się im znaleźć dziesięć przypadków krótkotrwałego mikrosoczewkowania grawitacyjnego, wywołanego najprawdopodobniej przez obiekty o masach rzędu masy Jowisza. Te same obszary nieba były obserwowane także przez polski projekt OGLE w obserwatorium Las Campanas w Chile. Dużo lepsze dane obserwacyjne Polaków pozwoliły potwierdzić przypuszczenia, że mamy do czynienia z mikrosoczewkowaniem grawitacyjnym. Co więcej, we wspomnianych dziesięciu przypadkach zaobserwowano jedynie mikrosoczewkowanie od planet, a brak mikrosoczewkowania od gwiazd centralnych – i to właśnie pozwoliło na postawienie hipotezy, że soczewkami są planety, które opuściły swoje układy planetarne, albo są to planety na bardzo odległych orbitach (krążące bardzo daleko od swoich gwiazd). Jednak ten drugi przypadek jest w świetle innych badań bardzo rzadki.
Oznaczać to może odkrycie nowej kategorii planet pozasłonecznych: swobodnie poruszających się planet, które opuściły swoje układy planetarne. Były one do tej pory przedmiotem spekulacji teoretyków. – Ich istnienie przewidywała teoria tworzenia się układów planetarnych, ale nikt nie wiedział, ile ich jest – mówi Takahiro Sumi z Uniwersytetu w Osace, współautor odkrycia.
Wesołe życie uciekinierów
Co ciekawe, bezpańskie światy nie musza być martwe. Gdyby Jowisz "odleciał", jego temperatura powierzchniowa spadłaby tylko o 15 kelwinów. Mimo to nadal nie nadawałby sie do życia – spekuluje David Stevenson z CalTech. Życie mogłoby jednak rozwinąć sie na księżycu takiej planety – a "życie w drodze" nie wyklucza posiadania naturalnego satelity. Nawet w mroźnej przestrzeni międzygwiezdnej i bez światła gwiazdy centralnej na powierzchni takiego księżyca mogłaby utrzymać się woda w stanie płynnym – o ile temperaturę utrzymałaby odpowiednia atmosfera.
Najnowsze odkrycie pokazuje, że obiekty tego typu muszą być znacznie liczniejsze niż przypuszczano, bowiem są niezmiernie trudne do wykrycia, a zaobserwowano ich przecież od razu aż dziesięć.
Naukowcy wstępnie szacują, że liczba swobodnych planet o masach większych niż masa Jowisza może być nawet dwukrotnie większa niż liczba gwiazd w Galaktyce. A to nie koniec – bo przecież obserwacje układów planetarnych sugerują, że planet małomasywnych typu ziemksiego jest w przyrodzie znacząco więcej niż masywnych. A zatem swobodnie poruszających się planet mniejszych od Jowisza może być jeszcze więcej!
Polska metoda zmienia astronomię
- Poznanie i scharakteryzowanie swobodnych planet przyczyni się do lepszego zrozumienia jak powstają systemy planetarne i skąd bierze się taka ich różnorodność. Jednocześnie jest to kolejny sukces metody mikrosoczewkowania grawitacyjnego jako narzędzia do badania zjawisk astrofizycznych. Tylko ta metoda, można powiedzieć o mocnych polskich korzeniach, bo opracowana przez nieżyjącego już prof. Bohdana Paczyńskiego, pozwala odkrywać tak małomasywne i nieświecące ciała, jakimi są np. swobodne planety - opowiada prof. Udalski.
Projekt OGLE jest prowadzony przez Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego od 1992 roku. Obecna jego faza OGLE-IV rozpoczęta została w marcu 2010 roku. Jest to przegląd nieba nowej generacji, odkrywający kilkakrotnie więcej zjawisk mikrosoczewkowania grawitacyjnego niż dotychczasowe przeglądy. Już wcześniej zespoł OGLE odkrył drugi układ planetarny, bardzo podobny do Słonecznego.
W skład polskiego zespołu OGLE, kierowanego przez prof. Andrzej Udalskiego, wchodzą: Michał Szymański, Marcin Kubiak, Grzegorz Pietrzyński, Radosław Poleski, Igor Soszyński, Łukasz Wyrzykowski oraz Krzysztof Ulaczyk. To nasz wielki powód do dumy.
(ew/PAP/Nature)