Планетите обикновено се определят от звездата, около която орбитират. Без звездата, планетата става почти невъзможно да бъде открита.
Това се дължи на факта, че почти всеки метод, използван от астрономите за откриване на планети, зависи от светлината или движението на звездата. Без звезда, самотната планета не излъчва почти никаква видима светлина и не оставя ясен сигнал, който телескопите да проследят.
Астрономите отдавна подозират, че Млечният път е пълен с много такива „бездомни“ планети, които са били изхвърлени от системите, в които са се родили, или никога не са имали звезда. Досега обаче никой не е успявал да докаже, че тези обекти са наистина планети.
Ново проучване най-накрая го прави, като измерва както разстоянието, така и масата на свободно плаващ обект. Тази „бездомна“ планета, която е с размерите на Сатурн, се носи на почти 10 000 светлинни години разстояние към центъра на нашата галактика.
Откритието превръща идеята за бездомните планети от теория в пряко наблюдение. „Нашето откритие предлага допълнителни доказателства, че галактиката може да е пълна с „бездомни“ планети“, отбелязва Субо Донг, един от авторите на проучването и професор по астрономия в Пекинския университет в Китай.
Защо „бездомните“ планети са толкова трудни за откриване
Повечето известни екзопланети разкриват своето присъствие чрез звездите си. Някои блокират светлината на звездите, когато минават пред тях, докато други леко дърпат звездите си, причинявайки забележимо движение.
Блуждаещите планети не дават никакви такива улики. Те почти не излъчват собствена светлина и нямат звезда, с която да взаимодействат, което ги прави на практика невидими. Единственият начин, по който астрономите могат да открият такива обекти, е чрез гравитацията.
Когато масивно тяло преминава между Земята и далечна звезда на заден план, неговата гравитация изкривява светлината на звездата, като за кратко я прави да изглежда по-ярка. Този ефект, известен като гравитационно микролещиране, сигнализира, че нещо невидимо е пресякло линията на видимост.
Само микролещирането обаче има сериозно ограничение. Моделът на засилване на яркостта не разкрива еднозначно дали обектът, който действа като леща, е малък и близък, или по-голям и по-далечен.
Тази несигурност, наречена дегенерация на масата и разстоянието, означава, че по-ранните открития не могат да изключат по-тежки обекти като кафяви джуджета. В резултат на това астрономите не могат да кажат със сигурност дали „бездомните“ планети действително съществуват.
Късметлийско съвпадение решава проблема
Новопотвърдената планета-изгнанник е открита по време на микролещинг събитие. „Ние съобщаваме за микролещинг събитие – KMT-2024-BLG-0792/OGLE-2024-BLG-0516, което е наблюдавано както от наземни, така и от космически телескопи – което нарушава дегенерацията на масата и разстоянието“, отбелязват авторите на проучването.
Това, което прави това събитие специално, е, че космическият кораб „Гая“ на Европейската космическа агенция също го наблюдава, напълно случайно. „Гая“ наблюдава галактиката от позиция, отдалечена от Земята. Поради това разстояние времевият ход на микролещиращия сигнал изглежда малко по-различен от космоса, отколкото от земната повърхност.
Тази малка разлика позволява на изследователите да изчислят микролещинния паралакс, който директно разкрива колко далеч трябва да е обектът, който причинява този ефект. След това екипът най-накрая може да определи и масата на обекта.
Анализът им показва, че планетата се намира на около 3000 парсека, или малко под 10 000 светлинни години, от Земята. Масата ѝ е около 22% от тази на Юпитер, което се равнява на около 70 земни маси, което я поставя малко под Сатурн. Звездата на заден план, участваща в събитието, е идентифицирана като червен гигант, което помага за усъвършенстването на измерванията.
Тази маса е особено значима, защото попада в диапазон, в който свободно плаващи обекти са били рядко наблюдавани преди – празнина между по-леките планети и по-тежките кафяви джуджета, често наричана „пустинята на Айнщайн“. Откритието показва, че тази празнина все пак не е празна.
Самотните планети няма да бъдат невъзможни за откриване
Чрез потвърждаването на наличието на свободно плаваща планета с точно измерена маса, проучването предоставя силна подкрепа за теориите, според които свободно плаващите планети са често срещани.
Много от тях вероятно се образуват около звезди и по-късно биват изхвърлени от силни гравитационни сили, докато други може да се образуват сами, без никога да са обикаляли около звезда.
Въпреки това, използваната техника все още разчита на щастливи събития и не може да открива „бездомни“ планети по желание. Засега всяко откритие зависи от случайността. Надяваме се, че по-нататъшни изследвания ще преодолеят това ограничение и ще предоставят по-добри начини за идентифициране на „бездомните“ планети.
Освен това, предстоящи мисии като космическия телескоп „Нанси Грейс Роман“ на НАСА и мисията „Земя 2.0“ на Китай, които са предназначени за непрекъснато наблюдение на големи области от небето, също вероятно ще направят откриването на такива планети много по-често.
Изследването е публикувано в списанието Science.
Източник: InterestingEngineering
