Международная группа ученых во главе с польскими астрономами объявила об открытии самой маленькой из обнаруженных на сегодняшний день планеты размером с Землю, которая гравитационно не связана ни с какой звездой, сообщает пресс-служба Варшавского университета. Ученые описали планету в статье, опубликованной в журнале Astrophysical Journal Letters.
На сегодняшний день открыто более четырех тысяч внесолнечных планет. Хотя многие из известных экзопланет не похожи на экзопланеты в нашей Солнечной системе, у них есть одна общая черта: все они вращаются вокруг какой-то звезды. Однако теории образования и эволюции планет предсказывают существование свободно плавающих планет, которые гравитационно не связаны ни с одной звездой. Действительно, несколько лет назад польские астрономы из группы OGLE из Астрономической обсерватории Варшавского университета (Польша) предоставили первые доказательства существования таких планет в Млечном Пути.
Экзопланеты редко можно наблюдать напрямую. Обычно астрономы находят планеты, наблюдая за светом звезды-хозяина планеты. Например, если планета пересекает диск своей родительской звезды, то яркость звезды периодически падает на небольшую величину (транзитный метод). Астрономы также могут измерить движение звезды, вызванное планетой.
«Свободно плавающие» планеты практически не излучают света и по определению не вращаются вокруг родительской звезды, поэтому их нельзя обнаружить с помощью традиционных методов. Тем не менее их можно обнаружить с помощью астрономического явления, называемого гравитационным микролинзированием. Микролинзирование является результатом общей теории относительности Эйнштейна. Суть явления заключается в том, что массивный объект (линза) может изменять направление света от яркого источника. Гравитация линзы действует как огромное увеличительное стекло, которое искажает и увеличивает свет далеких звезд.
«Если массивный объект (звезда или планета) проходит между наблюдателем, который находится на Земле, и далекой звездой-источником, его гравитация может отклонять и фокусировать свет от источника. Наблюдатель измерит кратковременное увеличение яркости звезды-источника, – объясняет доктор Прземек Мроз, научный сотрудник Калифорнийского технологического института и ведущий автор исследования. – Шансы наблюдать микролинзирование крайне малы, потому что три объекта – источник, линза и наблюдатель – должны быть почти идеально выровнены. Если бы мы наблюдали только одну звезду-источник, нам пришлось бы ждать почти миллион лет, чтобы увидеть источник, подвергающийся микролинзированию».
Вот почему современные исследования, посвященные явлениям гравитационного микролинзирования, отслеживают сотни миллионов звезд в центре Млечного Пути, где вероятность микролинзирования наиболее высока. Еще один плюс метода микролинзирования: он не зависит от яркости линзы, поэтому позволяет изучать тусклые или темные объекты, такие как планеты. Продолжительность событий микролинзирования зависит от массы объекта-линзы – чем массивнее линза, тем дольше длится событие микролинзирования. Большинство наблюдаемых событий, которые обычно длятся несколько дней, вызваны звездами. События микролинзирования, приписываемые свободно плавающим планетам, длятся всего несколько часов. Измеряя продолжительность события микролинзирования (и форму его кривой блеска), ученые могут оценить массу объекта–линзы.
В новом исследовании астрономы объявили об открытии самого короткого из когда-либо обнаруженных событий микролинзирования под названием OGLE-2016-BLG-1928. Продолжительность этого события – всего 42 минуты. «Когда мы впервые заметили это событие, было ясно, что оно должно быть вызвано чрезвычайно крошечным объектом», – отмечают авторы работы.
Ученые подозревают, что свободно плавающие планеты фактически сформировались в протопланетных дисках вокруг звезд (как «обычные» планеты), и они были выброшены из своих родительских планетных систем после гравитационного взаимодействия с другими телами, например, с другими планетами в системе. Теории образования планет предсказывают, что выброшенные планеты обычно должны быть меньше Земли. Таким образом, изучение свободно плавающих планет позволяет нам понять прошлое молодых планетных систем, таких как наша Солнечная система.
OGLE – одна из крупнейших и самых продолжительных съемок неба, которую проводят астрономы из Варшавского университета. Миссия началась более 28 лет назад. В настоящее время астрономы OGLE используют 1,3-метровый Варшавский телескоп, расположенный в обсерватории Лас-Кампанас (Чили). Каждую ясную ночь они направляют свой телескоп на центральные области Галактики и наблюдают сотни миллионов звезд в поисках тех, которые меняют свою яркость.
[Иллюстрация: Jan Skowron / Astronomical Observatory, University of Warsaw]
