Rogue Planet om størrelsen af jorden opdaget i Mælkevejen

vores galakse kan vrimler med slyngelstater planeter, gravitationelt ubundet til enhver stjerne. Et internationalt team af forskere, ledet af polske astronomer, har annonceret opdagelsen af den mindste jordstørrelse fritflydende planet, der er fundet til dato.

Over fire tusinde ekstrasolære planeter er blevet opdaget til dato. Selvom mange af de kendte eksoplaneter ikke ligner dem i vores solsystem, har de en ting til fælles — de kredser alle om en stjerne. Teorier om planetdannelse og evolution forudsiger imidlertid eksistensen af fritflydende (useriøse) planeter, gravitationelt uden tilknytning til enhver stjerne. For et par år siden leverede polske astronomer fra Ogle-teamet fra Det Astronomiske Observatorium ved Universitetet i Varsav det første bevis for eksistensen af sådanne planeter i Mælkevejen. Skrivning i Astrophysical Journal Letters, Ogle astronomer annoncerede opdagelsen af den mindste rogue planet fundet til dato.

eksoplaneter kan kun sjældent observeres direkte. Normalt finder astronomer planeter ved hjælp af observationer af lyset fra planetens værtsstjerne. For eksempel, hvis en planet krydser foran sin moderstjerns disk, falder den observerede lysstyrke af stjernen med jævne mellemrum med en lille mængde, der forårsager såkaldte transitter. Astronomer kan også måle bevægelsen af stjernen forårsaget af planeten.

fritflydende planeter udsender næsten ingen stråling og-per definition — kredser de ikke om nogen værtsstjerne, så de kan ikke opdages ved hjælp af traditionelle metoder til astrofysisk detektion. Ikke desto mindre kan rogue planeter ses ved hjælp af et astronomisk fænomen kaldet gravitationsmikrolensering. Microlensing resultater fra Einsteins teori om generel relativitet – et massivt objekt (linsen) kan bøje lyset af et lyst baggrundsobjekt (kilden). Linsens tyngdekraft fungerer som et kæmpe forstørrelsesglas, der bøjer og forstørrer lyset fra fjerne stjerner.

“hvis en massiv genstand (en stjerne eller en planet) passerer mellem en jordbaseret observatør og en fjern kildestjerne, kan dens tyngdekraft afbøje og fokusere lys fra kilden. Observatøren vil måle en kort lysning af kildestjernen, ” forklarer Dr. Prsemek, postdoktor ved California Institute of Technology og hovedforfatter af undersøgelsen. “Chancerne for at observere mikrolinser er ekstremt små, fordi tre objekter — kilde, linse og observatør — skal være næsten perfekt justeret. Hvis vi kun observerede en kildestjerne, skulle vi vente næsten en million år for at se kilden blive mikrolenseret,” tilføjer han.

dette er grunden til, at moderne undersøgelser, der jager efter gravitationsmikrolenseringshændelser, overvåger hundreder af millioner af stjerner i Mælkevejscentret, hvor chancerne for mikrolensing er størst. OGLE-undersøgelsen-ledet af astronomer fra universitetet — udfører et af sådanne eksperimenter. OGLE er en af de største og længste himmelundersøgelser, det startede operationer for over 28 år siden. I øjeblikket, Ogle astronomer bruger en 1.3 meter teleskop placeret ved Las Campanas Observatory, Chile. Hver klar nat peger de deres teleskop mod de centrale regioner i galaksen og observerer hundreder af millioner af stjerner og søger efter dem, der ændrer deres lysstyrke.

Gravitationsmikrolensering afhænger ikke af linsens lysstyrke, så det muliggør undersøgelse af svage eller mørke genstande såsom planeter. Varigheden af mikrolinsebegivenheder afhænger af linseobjektets masse — jo mindre massiv linsen er, desto kortere er mikrolinsebegivenheden. De fleste af de observerede hændelser, som typisk varer flere dage, er forårsaget af stjerner. Microlensing begivenheder tilskrives fritflydende planeter har tidsplaner på knap et par timer. Ved at måle varigheden af en mikrolinsebegivenhed (og formen på dens lyskurve) kan vi estimere linseobjektets masse.

forskerne annoncerede opdagelsen af den korteste tidsskala microlensing begivenhed nogensinde fundet, kaldet OGLE-2016-BLG-1928, som har tidsskalaen på kun 42 minutter. “Da vi først opdagede denne begivenhed, var det klart, at den må have været forårsaget af en ekstremt lille genstand,” siger Dr. Radoslov Poleski fra Det Astronomiske Observatorium ved Universitetet i Varsavs, en medforfatter af undersøgelsen. Faktisk viser modeller af begivenheden, at linsen må have været mindre massiv end Jorden, det var sandsynligvis et Mars-masseobjekt. Desuden er linsen sandsynligvis en rogue planet. “Hvis linsen kredsede om en stjerne, ville vi opdage dens tilstedeværelse i begivenhedens lyskurve,” tilføjer Dr. Poleski. “Vi kan udelukke, at planeten har en stjerne inden for omkring 8 astronomiske enheder (den astronomiske enhed er afstanden mellem Jorden og solen).”

OGLE-astronomer leverede det første bevis for en stor population af slyngelplaneter i Mælkevejen for et par år siden. Den nyligt opdagede planet er dog den mindste slyngelverden, der nogensinde er fundet. “Vores opdagelse viser, at lavmasse fritflydende planeter kan detekteres og karakteriseres ved hjælp af jordbaserede teleskoper,” siger Prof.

astronomer har mistanke om, at fritflydende planeter faktisk dannes i protoplanetære diske omkring stjerner (som “almindelige” planeter), og de er blevet skubbet ud fra deres overordnede planetariske systemer efter gravitationsinteraktioner med andre kroppe, for eksempel med andre planeter i systemet. Teorier om planetdannelse forudsiger, at de udstødte planeter typisk skal være mindre end Jorden. Ved at studere fritflydende planeter kan vi således forstå den turbulente fortid hos unge planetariske systemer, såsom vores solsystem.

søgningen efter fritflydende planeter er en af videnskabsdriverne for Nancy Grace Roman Space Telescope, som i øjeblikket konstrueres af NASA. Observatoriet er planlagt til at starte operationer i midten af 2020 ‘ erne.

på grund af begivenhedens kortfattethed var der behov for yderligere observationer indsamlet af Korea Microlensing Telescope-netværket (KMTNet) for at karakterisere begivenheden. KMTNet driver et netværk af tre teleskoper — i Chile, Australien og Sydafrika.

Reference: “En terrestrisk masse rogue planetkandidat opdaget i den korteste tidsskala mikrolinsingbegivenhed” af hr. ju Chung, Cheongho han, Kyu-ha hang, youn kil Jung, Hyoun-Voo Kim, Yoon-Hyun Ryu, in-Gu Shin, Yossi Shvartvald, Jennifer C. Yee, Yicheng, sang-Mok Cha, Dong-Jin Kim, Seung-Lee Kim, Chung-Uk Lee, Dong-Joo Lee, Yongseok Lee, Byeong-Gon Park, Richard v. Pogge og (KMT samarbejde), 29.oktober 2020, Astrophysical Journal Letters.
DOI: 10.3847 / 2041-8213 / abbfad
arkiv: 2009.12377

opdagelsen ville være umulig uden langsigtede observationer foretaget af OGLE sky survey. Projektet er blandt de største og længste himmelundersøgelser, det startede for over 28 år siden. Et af de første mål for Ogle-undersøgelsen var at søge efter og studere mørkt stof ved hjælp af gravitationsmikrolenseringsteknikken. Aktuelle undersøgelser dækker en lang række emner – søgning efter eksoplaneter, undersøgelse af strukturen og udviklingen af Mælkevejen og nabogalakser, undersøgelser af variable stjerner, kvasarer, transienter og solsystemlegemer.