Onze melkweg wemelt misschien van schurkenplaneten, zwaartekracht ongebonden aan een ster. Een internationaal team van wetenschappers, geleid door Poolse astronomen, heeft de ontdekking aangekondigd van de kleinste vrij zwevende planeet ter grootte van de aarde die tot nu toe is gevonden.

meer dan 4, Er zijn tot nu toe duizend planeten buiten het zonnestelsel ontdekt. Hoewel veel van de bekende exoplaneten niet lijken op die in ons zonnestelsel, ze hebben één ding gemeen:ze draaien allemaal om een ​​ster. Echter, theorieën over planeetvorming en evolutie voorspellen het bestaan ​​van vrij zwevende (schurken)planeten, zwaartekracht los van een ster. Inderdaad, een paar jaar geleden, Poolse astronomen van het OGLE-team van het Astronomisch Observatorium van de Universiteit van Warschau leverden het eerste bewijs voor het bestaan ​​van dergelijke planeten in de Melkweg. Inschrijven Astrofysische journaalbrieven , OGLE-astronomen hebben de ontdekking aangekondigd van de kleinste schurkenplaneet die tot nu toe is gevonden.

Exoplaneten kunnen slechts zelden direct worden waargenomen. Gebruikelijk, astronomen vinden planeten met behulp van waarnemingen van het licht van de gastster van de planeet. Bijvoorbeeld, als een planeet voor de schijf van zijn moederster kruist, dan daalt de waargenomen helderheid van de ster periodiek met een kleine hoeveelheid, waardoor zogenaamde transits ontstaan. Astronomen kunnen ook de door de planeet veroorzaakte beweging van de ster meten.

Vrij zwevende planeten zenden vrijwel geen straling uit en draaien per definitie niet om een ​​gastster. dus ze kunnen niet worden ontdekt met behulp van traditionele methoden van astrofysische detectie. Hoe dan ook, malafide planeten kunnen worden gespot met behulp van een astronomisch fenomeen dat gravitationele microlensing wordt genoemd. Microlensing is het resultaat van Einsteins algemene relativiteitstheorie:een massief object (de lens) kan het licht van een helder achtergrondobject (de bron) buigen. De zwaartekracht van de lens werkt als een enorm vergrootglas dat het licht van verre sterren buigt en vergroot.

"Als een massief object (een ster of een planeet) tussen een op aarde gestationeerde waarnemer en een verre bronster passeert, zijn zwaartekracht kan het licht van de bron afbuigen en focussen. De waarnemer zal een korte opheldering van de bronster meten, " legt Dr. Przemek Mroz uit, een postdoctoraal onderzoeker aan het California Institute of Technology en een hoofdauteur van de studie. "De kans om microlensing waar te nemen is extreem klein omdat drie objecten - bron, lens, en waarnemer - moeten bijna perfect zijn uitgelijnd. Als we slechts één bronster zouden waarnemen, we zouden bijna een miljoen jaar moeten wachten om te zien dat de bron een microlens heeft, " hij voegt toe.

Dit is de reden waarom moderne onderzoeken die op zoek zijn naar gravitationele microlensing-gebeurtenissen honderden miljoenen sterren in het Melkwegcentrum in de gaten houden, waar de kans op microlensing het grootst is. Het OGLE-onderzoek - geleid door astronomen van de Universiteit van Warschau - voert zo'n experiment uit. OGLE is een van de grootste en langste luchtonderzoeken, meer dan 28 jaar geleden met activiteiten begonnen. Momenteel, OGLE-astronomen gebruiken een 1,3 meter lange Warschau-telescoop bij het Las Campanas-observatorium, Chili. Elke heldere nacht, ze richten hun telescoop op de centrale regio's van de melkweg en observeren honderden miljoenen sterren, zoeken naar degenen die hun helderheid veranderen.

Zwaartekracht microlensing is niet afhankelijk van de helderheid van de lens, dus het maakt de studie van zwakke of donkere objecten zoals planeten mogelijk. Duur van microlensing-gebeurtenissen hangt af van de massa van het lensobject - hoe minder massief de lens, hoe korter de microlensing-gebeurtenis. De meeste waargenomen gebeurtenissen, die doorgaans enkele dagen duren, worden veroorzaakt door sterren. Microlensing-gebeurtenissen toegeschreven aan vrij zwevende planeten hebben een tijdschaal van amper een paar uur. Door de duur van een microlensing-gebeurtenis (en de vorm van de lichtcurve) te meten, kunnen we de massa van het lensing-object schatten.

De wetenschappers kondigden de ontdekking aan van de kortste microlensing-gebeurtenis ooit gevonden, genaamd OGLE-2016-BLG-1928, die de tijdschaal van slechts 42 minuten heeft. "Toen we dit evenement voor het eerst zagen, het was duidelijk dat het veroorzaakt moest zijn door een uiterst klein voorwerp, " zegt Dr. Radoslaw Poleski van het Astronomisch Observatorium van de Universiteit van Warschau, een co-auteur van de studie.

Inderdaad, modellen van de gebeurtenis geven aan dat de lens minder massief moet zijn geweest dan de aarde, het was waarschijnlijk een Mars-massa-object. Bovendien, de lens is waarschijnlijk een schurkenplaneet. "Als de lens om een ​​ster zou draaien, we zouden zijn aanwezigheid detecteren in de lichtcurve van de gebeurtenis, " voegt Dr. Poleski toe. "We kunnen uitsluiten dat de planeet een ster heeft binnen ongeveer 8 astronomische eenheden (de astronomische eenheid is de afstand tussen de aarde en de zon)."

OGLE-astronomen leverden een paar jaar geleden het eerste bewijs voor een grote populatie schurkenstaten in de Melkweg. Echter, de nieuw ontdekte planeet is de kleinste schurkenwereld die ooit is gevonden. "Onze ontdekking toont aan dat vrij zwevende planeten met een lage massa kunnen worden gedetecteerd en gekarakteriseerd met behulp van telescopen op de grond, " zegt prof. Andrzej Udalski, de PI van het OGLE-project.

Astronomen vermoeden dat vrij zwevende planeten zich daadwerkelijk hebben gevormd in protoplanetaire schijven rond sterren (als "gewone" planeten) en dat ze uit hun bovenliggende planetenstelsels zijn uitgestoten na zwaartekrachtinteracties met andere lichamen, bijvoorbeeld, met andere planeten in het systeem. Theorieën over planeetvorming voorspellen dat de uitgeworpen planeten typisch kleiner zouden moeten zijn dan de aarde. Dus, door vrij zwevende planeten te bestuderen, kunnen we het turbulente verleden van jonge planetenstelsels begrijpen, zoals het zonnestelsel.

De zoektocht naar vrij zwevende planeten is een van de wetenschappelijke drijfveren van de Nancy Grace Roman Space Telescope, die momenteel wordt gebouwd door NASA. Het observatorium zal naar verwachting medio 2020 van start gaan.

Vanwege de beknoptheid van het evenement, aanvullende waarnemingen verzameld door het Korea Microlensing Telescope Network (KMTNet) waren nodig om de gebeurtenis te karakteriseren. KMTNet exploiteert een netwerk van drie telescopen - in Chili, Australië, en Zuid-Afrika.