Een aanstaande NASA-missie zou kunnen ontdekken dat er meer malafide planeten zijn - planeten die in de ruimte zweven zonder om een ​​zon te draaien - dan er sterren in de Melkweg zijn, een nieuwe studie theoretiseert.

"Dit geeft ons een venster op deze werelden die we anders niet zouden hebben, " zei Simson Johnson, een afgestudeerde astronomiestudent aan de Ohio State University en hoofdauteur van de studie. "Stel je onze kleine rotsachtige planeet voor die gewoon vrij in de ruimte zweeft - dat is wat deze missie ons zal helpen vinden."

De studie is vandaag gepubliceerd in he Astronomisch tijdschrift .

De studie berekende dat NASA's aankomende Nancy Grace Roman Space Telescope honderden malafide planeten in de Melkweg zou kunnen vinden. Het identificeren van die planeten, Johnson zei, zal wetenschappers helpen om het totale aantal schurkenplaneten in onze melkweg af te leiden. Schurk, of vrij zwevend, planeten zijn geïsoleerde objecten met een massa die vergelijkbaar is met die van planeten. De oorsprong van dergelijke objecten is onbekend, maar een mogelijkheid is dat ze eerder gebonden waren aan een gastster.

"Het universum zou kunnen wemelen van schurkenplaneten en we zouden het niet eens weten, " zei Scott Gaudí, een professor in de astronomie en een vooraanstaande universitaire geleerde aan de Ohio State en een co-auteur van het artikel. "We zouden er nooit achter komen zonder een grondige, ruimtegebaseerd microlensonderzoek zoals Roman dat gaat doen."

De Romeinse telescoop, genoemd naar NASA's eerste hoofdastronoom die ook bekend stond als de "moeder" van de Hubble-telescoop, zal proberen de eerste telling van schurkenplaneten te bouwen, wat zou, Johnson zei, helpen wetenschappers te begrijpen hoe die planeten ontstaan. Roman zal ook andere doelen hebben, inclusief het zoeken naar planeten die om sterren in onze melkweg draaien.

Dat proces wordt niet goed begrepen, hoewel astronomen weten dat het rommelig is. Er kunnen zich schurkenplaneten vormen in de gasvormige schijven rond jonge sterren, vergelijkbaar met die planeten die nog steeds gebonden zijn aan hun gastheersterren. Na vorming, ze kunnen later worden uitgeworpen door interacties met andere planeten in het systeem, of zelfs fly-by-evenementen van andere sterren.

Of ze kunnen ontstaan ​​wanneer stof en gas samen wervelen, vergelijkbaar met de manier waarop sterren worden gevormd.

De Romeinse telescoop, Johnson zei, is niet alleen ontworpen om vrij zwevende planeten in de Melkweg te lokaliseren, maar om de theorieën en modellen te testen die voorspellen hoe deze planeten zijn gevormd.

Johnson's studie wees uit dat deze missie waarschijnlijk 10 keer gevoeliger is voor deze objecten dan bestaande inspanningen, die voorlopig zijn gebaseerd op telescopen die aan het aardoppervlak zijn vastgemaakt. Het zal zich concentreren op planeten in de Melkweg, tussen onze zon en het centrum van onze melkweg, ongeveer 24, 000 lichtjaren.

"Er zijn verschillende schurkenplaneten ontdekt, maar om echt een compleet beeld te krijgen, onze beste gok is zoiets als Roman, " zei hij. "Dit is een totaal nieuwe grens."

Rogue-planeten zijn van oudsher moeilijk te detecteren. Astronomen ontdekten in de jaren negentig planeten buiten het zonnestelsel van de aarde. Die planeten, exoplaneten genoemd, variëren van extreem hete gasballen tot rotsachtige, stoffige werelden. Velen van hen omcirkelen hun eigen sterren, de manier waarop de aarde om de zon draait.

Maar het is waarschijnlijk dat een aantal van hen dat niet doet. En hoewel astronomen theorieën hebben over hoe schurkenplaneten ontstaan, geen enkele missie heeft die werelden zo gedetailleerd bestudeerd als Roman dat wil.

De missie, die naar verwachting in de komende vijf jaar van start zal gaan, zal zoeken naar schurkenplaneten met behulp van een techniek genaamd gravitationele microlensing. Die techniek is gebaseerd op de zwaartekracht van sterren en planeten om het licht dat afkomstig is van sterren die achter hen passeren te buigen en te vergroten vanuit het gezichtspunt van de telescoop.

Dit microlenseffect is verbonden met de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein en stelt een telescoop in staat om planeten op duizenden lichtjaren afstand van de aarde te vinden - veel verder dan andere planeetdetectietechnieken.

Maar omdat microlensing alleen werkt als de zwaartekracht van een planeet of ster het licht van een andere ster buigt en vergroot, het effect van een bepaalde planeet of ster is slechts eens in de paar miljoen jaar voor een korte tijd zichtbaar. En omdat schurkenplaneten op zichzelf in de ruimte staan, zonder een nabije ster, de telescoop moet zeer gevoelig zijn om die vergroting te detecteren.

De vandaag gepubliceerde studie schat dat deze missie in staat zal zijn om schurkenplaneten te identificeren met de massa van Mars of groter. Mars is de op een na kleinste planeet in ons zonnestelsel en is net iets groter dan de helft van de aarde.

Johnson zei dat deze planeten waarschijnlijk geen leven zullen ondersteunen. "Ze zouden het waarschijnlijk extreem koud hebben, omdat ze geen ster hebben, " zei hij. (Andere onderzoeksmissies waarbij astronomen van de staat Ohio betrokken zijn, zullen zoeken naar exoplaneten die leven kunnen herbergen.)

Maar door ze te bestuderen, kunnen wetenschappers meer begrijpen over hoe alle planeten ontstaan, hij zei.

"Als we veel schurkenplaneten met een lage massa vinden, we zullen weten dat als sterren planeten vormen, ze stoten waarschijnlijk een heleboel andere dingen de melkweg in, " zei hij. "Dit helpt ons greep te krijgen op het vormingstraject van planeten in het algemeen."