science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Schurkenplaneten:jagen op de meest mysterieuze werelden van de melkweg

Een artistieke impressie van een zwaartekracht microlensing-gebeurtenis door een vrij zwevende planeet. Krediet:JanSkowron/astronomisch observatorium, Universiteit van Warschau

De meeste bekende planeten draaien om een ​​ster. Deze planeten, inclusief aarde, profiteren van de warmte en het licht van de ster. En het is het licht dat door deze sterren wordt uitgestraald waardoor we ze kunnen zien. Maar er zijn ook "onzichtbare" planeten, verborgen voor onze blik, die drijven, verlaten, door de kosmos. Deze donkere, eenzame werelden hebben geen ster in een baan, geen licht om in te koesteren, geen warmte om door te worden uitgestraald. Het zijn de "schurken"-planeten - en astronomen hebben zojuist een nieuwe gevonden, ongeveer even groot als de aarde.

Planeten worden gemaakt van het puin dat overblijft na de geboorte van een ster. Deze planeten omcirkelen de jonge ster in een dunne schijf van korrels en gas en groeien wanneer deze kleine deeltjes aan elkaar blijven plakken en aan elkaar trekken totdat ze hun directe omgeving vrijmaken. De dingen zijn chaotisch in deze wereld en botsingen tussen planetaire embryo's, of protoplaneten, komen veel voor. Sterren hebben de neiging zich niet alleen te vormen, maar in clusters van honderden of duizenden tegelijk, en ontmoetingen tussen hun ontluikende planetenstelsels veroorzaken verdere ravage.

Men denkt dat de jonge aarde is geraakt door een lichaam ter grootte van Mars, het uitschakelen van genoeg materiaal om de maan te vormen. Maar sommige planeten gingen een donkere toekomst tegemoet:ze werden helemaal uitgeschakeld, bestemd voor een leven in de enorme kou van de ruimte tussen de sterren. Dit zijn de vrij zwevende "schurkenplaneten".

Als planeten nog erg jong zijn, zeg maar een paar miljoen jaar oud (de aarde is meer dan 4,5 miljard jaar oud) ze zijn nog steeds warm van hun vorming en van de energie die vrijkomt door hun voortdurende zwaartekrachtscontractie en radioactiviteit in hun kernen. Grote voorbeelden van zulke jonge maar vrij zwevende planeten (denk aan een baby Jupiter) zijn direct waargenomen in gebieden waar net sterren waren gevormd. Maar het vinden van kleinere schurkenplaneten bleek bijna onmogelijk totdat "lensing" werd ontdekt.

Gravitatielenzen

Alles met massa buigt de ruimte en zorgt ervoor dat licht van een recht pad afbuigt. Het resultaat is dat een object met massa het licht van een bron erachter focust en het versterkt als een enorm vergrootglas. Dit wordt zwaartekrachtlensing genoemd. Het werd voorspeld door de algemene relativiteitstheorie van Einstein en werd voor het eerst geverifieerd toen werd waargenomen dat sterren van hun gebruikelijke posities werden verplaatst wanneer ze dicht bij de zon werden bekeken, terwijl ze in 1919 perfect werden verduisterd door de maan.

Het effect van gravitatielenzen is waargenomen in sterrenstelsels die bestaan ​​uit biljoenen sterren, veroorzaakt door de enorme hoeveelheden dingen tussen sterrenstelsels en door sterren die in lijn liggen met andere sterren op de achtergrond. Eén waarneming werd veroorzaakt door een zwart gat in een "nabijgelegen" massief sterrenstelsel genaamd Messier 87, in 2019. Dus zelfs een "onzichtbare" schurkenplaneet zou kunnen fungeren als een zwaartekrachtlens - of microlens, omdat ze zo klein kunnen zijn.

Een zo'n 'microlens'-gebeurtenis werd toegeschreven aan de nieuwe schurkenplaneet, genaamd OGLE-2016-BLG-1928. De waarneming van de versterking van het licht van een onopvallende ster in de dichte binnenste regionen van het Melkwegstelsel duurde slechts 42 minuten.

Dit betekende dat het een klein object moest zijn en de geschatte massa liet er geen twijfel over bestaan ​​dat het een planeet moest zijn die in grootte niet veel verschilde van de aarde. De lensende planeet bleek niet geassocieerd te zijn met een ster. Er zijn al eerder schurkenplaneten gevonden, maar dit is een van de meest overtuigende gevallen. Behalve dat hij degene is die het meest verwant is aan de aarde, OGLE-2016-BLG-1928 is ook de kleinste schurk die ooit is gevonden.

Kan de aarde schurkenstaten worden?

Grote aantallen schurkenstaten die onze melkweg doorkruisen, roepen intrigerende vragen op. Had het leven zich kunnen vormen en overleven, of gevestigd op zulke werelden? Misschien kunnen technologisch geavanceerde beschavingen de ongemakken van eeuwige duisternis en een ijstijd overwinnen zonder vergelijking in de lange en gevarieerde geschiedenis van de aarde? Misschien gebruikten ze kernenergie of werden ze volledig niet-biologisch?

Dat klinkt misschien als sciencefiction, maar hoe groot is de kans dat de aarde toevallig zo'n planeet tegenkomt? Dit is niet ondenkbaar. Pas de laatste paar jaar malafide asteroïden zoals Oumuamua en malafide kometen zoals Borisov zoeven door ons zonnestelsel. Het is onwaarschijnlijk dat een schurkenplaneet zo dichtbij ons zou passeren. Maar het is niet buiten het rijk van waarschijnlijkheid.

De aarde is tot nu toe ontsnapt aan de verbanning van de zon. Maar een dag, in ongeveer 4 miljard jaar, Ook de aarde kan schurkenstaten worden. Want naarmate de zon ouder wordt, zwelt op en blaast de helft van zichzelf de ruimte in, De aarde zal er ofwel door worden opgeslokt, of worden weggejaagd. Maar het is onwaarschijnlijk dat het helemaal aan zijn aantrekkingskracht zal ontsnappen. Dus als de dode zon wordt gedegradeerd tot een smeulende witte dwerg, de aarde zal een soortgelijk lot ondergaan als die andere duistere, koude werelden. Niet helemaal alleen, maar ver weg van de eens zo warme en heldere baan van zijn ster.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.