Planety wyrzucone za układy

– To najprawdopodobniej obiekty, które we wczesnych etapach ewolucji układów planetarnych zostały z nich wyrzucone przez siły grawitacyjne i wędrują sobie teraz swobodnie po Galaktyce – powiedział "Rz" prof. Andrzej Udalski z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego.

Gwiazda soczewką

Odkrycia tzw. swobodnych planet dokonała grupa naukowców złożona z polskiego zespołu OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment), pracująca pod kierunkiem prof. Udalskiego, we współpracy z nowozelandzko-japońsko-amerykańską grupą MOA (Microlensing Observations in Astrophysics). Badacze opisali odkrycie w dzisiejszym wydaniu magazynu "Nature".

– To ważne odkrycie, bo o tego typu planetach spekulowano od dawna, a to jest pierwszy dowód, że one istnieją. Do pełnego ich scharakteryzowania jeszcze daleka droga, ale pierwszy krok został zrobiony – uważa prof. Udalski.

MOA poszukuje zjawisk mikrosoczewkowania grawitacyjnego w kierunku centrum Galaktyki w obserwatorium Mt. John w Nowej Zelandii, polscy badacze w Las Campanas w Chile prowadzą przegląd podobnego fragmentu nieba.

Zjawiska mikrosoczewkowania grawitacyjnego zachodzą, gdy obdarzony masą obiekt (gwiazda, planeta) – astronomowie nazywają go soczewką – przechodzi na tle odległej gwiazdy. Przechodzące ciało ugina swym polem grawitacyjnym promieniowanie gwiazdy tła, powodując jej wzmocnienie i rozjaśnienie. Zjawiska mikrosoczewkowania zostały przewidziane przez Alberta Einsteina. Do zastosowania w astrofizyce zostały zaproponowane przez nieżyjącego już wybitnego astronoma prof. Bohdana Paczyńskiego. Czas trwania rozjaśnienia gwiazdy tła zależy od masy soczewki: w przypadku gwiazd błysk może trwać kilkadziesiąt dni. Jeśli jest to planeta, rozjaśnienie nie trwa dłużej niż dwa – trzy dni.

Zespół MOA w latach 2006 – 2007 znalazł dziesięć przypadków krótkotrwałych zjawisk mikrosoczewkowania grawitacyjnego, które wywołane zostały przez obiekty o masie porównywalnej z masą Jowisza. Korzystne położenie obserwatorium w Las Campanas pozwoliło polskim naukowcom zebrać znacznie lepsze dane obserwacyjne niż uzyskane w Mt John.

– Brak sygnału mikrosoczewkowania od centralnych gwiazd w badanych przez nas zjawiskach świadczy o tym, że prawdopodobnie są to swobodne planety, uwolnione z układów planetarnych lub też planety krążące na bardzo odległych orbitach – uważa prof. Udalski.

Satelita na pomoc

Astronomowie sądzą, że te ciała powstają tak jak gwiazdy – z kurczących się obłoków pyłu i gazu. Rodzą się w tzw. dyskach protoplanetarnych, z których zostają oderwane od macierzystych układów planetarnych przez siły grawitacyjne sąsiednich masywnych planet lub gwiazd. Oderwane planety krążą na stabilnych orbitach wokół środka Galaktyki.

Podobne są do tzw. brązowych karłów – niedoszłych gwiazd, których masa jest zbyt mała, by wytwarzać energię w procesach reakcji termojądrowych. Takich osamotnionych dużych planet bardziej masywnych od Jowisza może być nawet dwukrotnie więcej niż gwiazd Drogi Mlecznej.

– Nasze odkrycie sugeruje, że układy planetarne bywają niestabilne, a niektóre planety zostają wykopane z miejsca narodzin – powiedział David Bennett z Notre Dame University w Indianie, z zespołu MOA. – Teoretycznie planety o niewielkiej masie mogą się urywać z więzów układów planetarnych znacznie częściej niż giganty większe od Jowisza.

NASA planuje wysłanie sondy WFIRST, która będzie rejestrować mniejsze planety, dziś niewykrywalne.