O nouă cercetare, realizată de oamenii de știință de la NASA și de la Universitatea din Osaka, sugerează că planetele călătoare (lumi care plutesc prin spațiu fără a fii legate de o stea) depășesc cu mult numărul planetelor care orbitează în jurul stelelor.
Rezultatele sugerează că telescopul spațial Roman Nancy Grace de la NASA, care va fi lansat până în mai 2027, ar putea găsi 400 de lumi călătoare având masa apropiată de cea a Pământului. Într-adevăr, acest nou studiu a identificat deja un astfel de candidat.
„Estimăm că galaxia noastră găzduiește de 20 de ori mai multe planete călătoare decât stele – trilioane de lumi rătăcind singure. Aceasta este prima determinare a numărului de planete călătoare din galaxie care este sensibilă la planete mai puțin masive decât Pământul”, a spus David Bennett, cercetător senior la Centrul de Zbor Spațial Goddard al NASA din Greenbelt, Maryland, și coautor a două lucrări care descriu rezultatele.
Descoperirile echipei provin dintr-un sondaj realizat în nouă ani, numit MOA (Microlensing Observations in Astrophysics), realizat la Observatorul Universității Mount John din Noua Zeelandă.
Evenimentele de microlensing apar atunci când un obiect, cum ar fi o stea sau o planetă, se aliniază aproape perfect cu o stea de fundal neînrudită din punctul nostru de vedere. Deoarece orice cu masă deformează țesătura spațiu-timp, lumina de la steaua îndepărtată se „îndoaie” în jurul obiectului mai apropiat pe măsură ce trece în apropiere. Obiectul mai apropiat acționează ca o lentilă naturală, creând o scurtă creștere a luminozității stelei de fundal, care oferă astronomilor indicii despre obiectul care intervine, pe care nu le pot obține altfel.
„Microlensing este singura modalitate prin care putem găsi obiecte precum planete de masă mică care plutesc liber și chiar găuri negre primordial. Este foarte interesant să folosim gravitația pentru a descoperi obiecte pe care nu am putea spera niciodată să le vedem direct”, a spus Takahiro Sumi, profesor la Universitatea din Osaka și autor principal al lucrării care propune o nouă estimare a planetelor călătoare din galaxia noastră.
Planeta călătoare de aproximativ masa Pământului pe care echipa a găsit-o marchează a doua descoperire de acest gen.
Lucrarea care descrie descoperirea va apărea într-un număr viitor al The Astronomical Journal. Este în curs de elaborare și o a doua lucrare – o analiză demografică care concluzionează că planetele călătoare sunt de șase ori mai abundente decât lumi care orbitează stelele din galaxia noastră.
Această animație ilustrează conceptul de microlensing gravitațional cu o planetă călătoare – o planetă care nu orbitează o stea. Când planeta călătoare pare să treacă aproape în fața unei stele sursă de fundal, razele de lumină ale stelei sursă se îndoaie din cauza spațiu-timpului deformat din jurul ei. Acest lucru schimbă ușor poziția aparentă a stelei pe cer și poate chiar produce mai multe copii ale acesteia. Astfel de schimbări semnalează astronomilor prezența planetei.
Planete de mărimea unei halbe
În doar câteva decenii, am trecut de la a ne întreba dacă lumile din sistemul nostru solar sunt singure în cosmos la descoperirea a peste 5.300 de planete în afara sistemului nostru solar. Marea majoritate a acestor noi lumi sunt fie uriașe, fie extrem de apropiate de steaua lor gazdă, fie ambele. „Am descoperit că planete libere de dimensiunea Pământului sunt mai des întâlnite decât cele mai masive.Diferența dintre masele medii ale planetelor legate de stele și cele care plutesc liber reprezintă o cheie pentru înțelegerea mecanismelor de formare planetară”, a spus Sumi.
Construirea lumii poate fi un proces haotic, toate corpurile cerești care se formează interacționează gravitațional pe măsură ce se instalează pe orbitele lor. Masele planetare de dimensiuni reduse nu sunt legate atât de puternic de steaua lor, așa că unele dintre aceste interacțiuni ajung să arunce astfel de lumi în spațiu. Așa începe o existență solitară, ascunsă printre umbrele dintre stele.
Într-unul dintre primele episoade ale seriei originale Star Trek, echipajul întâlnește o astfel de planetă singuratică în mijlocul așa-numitului deșert stelar. Au fost surprinși să găsească în cele din urmă pe Gothos, planeta fără stele, locuibilă. În timp ce o astfel de lume poate fi plauzibilă, echipa subliniază că „Pământul călător” recent detectat, probabil, nu are multe alte caracteristici cu Pământul, în afară de o masă similară.
Vânătoarea lui Roman pentru lumi ascunse
Fenomenele de microlensing care dezvăluie planete solitare sunt extraordinar de rare, așa că o metodă de a găsi mai multe este aceea de a arunca o „plasă” mai largă. Tocmai asta va face Roman când va fi lansat până în mai 2027.
„Roman va fi sensibil la planetele călătoare și cu masă mai mică, deoarece va observa din spațiu”, a spus Naoki Koshimoto. Acum profesor asistent la Universitatea din Osaka, el a efectuat o cercetare privind acest tip de planete la Goddard. „Combinația dintre vederea largă a lui Roman și viziunea clară ne va permite să studiem obiectele pe care le găsește mai în detaliu decât putem face folosind doar telescoape de la sol, ceea ce este o perspectivă palpitantă.”, a menținat omul de știință.
Cele mai bune estimări anterioare, bazate pe planetele găsite orbitând în jurul stelelor, sugerau că Roman ar observa 50 de lumi călătoare de masă terestră. Aceste noi rezultate sugerează că ar putea găsi de fapt aproximativ 400, deși va trebui să așteptăm până când Roman începe să scaneze cerul pentru a face predicții mai sigure.
Oamenii de știință vor combina datele viitoare ale lui Roman cu observații de la sol de la facilități precum telescopul PRIME (Experiment de microlensing infraroșu cu focalizare primă) al Japoniei, situat la Observatorul Astronomic din Africa de Sud din Sutherland. Acest telescop de 1,8 metri se va baza pe munca MOA prin efectuarea primului sondaj cu microlensing pe suprafata largă în spectrul luminos infrarosu apropiat. Este echipat cu patru detectoare din programul de dezvoltare a detectoarelor lui Roman, contribuția NASA ca parte a unui acord internațional cu JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency).
Fiecare eveniment de microlensing este o întâmplare unică, ceea ce înseamnă că astronomii nu se pot întoarce și repeta observațiile odată ce s-au terminat. Dar nu sunt instantanee.
„Un semnal de microlensing de pe o planetă călătoare poate dura de la câteva ore până la aproximativ o zi, așa că astronomii vor avea șansa de a face observații simultane cu Roman și PRIME”, a spus Koshimoto.
Observându-le atât de pe Pământ, cât și din spațiu, prin intermediul Roman, la un milion de mile distanță, oamenii de știință vor putea să măsoare masele planetelor călătoare mult mai precis decât oricând, aprofundând înțelegerea noastră despre lumile din galaxia noastră.
Telescopul spațial Roman Nancy Grace este gestionat la Centrul de zbor spațial Goddard al NASA din Greenbelt, Maryland, cu participarea Jet Propulsion Laboratory al NASA și Caltech/IPAC din California de Sud, Institutul de Știință al Telescopului Spațial din Baltimore și o echipă științifică formată din oameni de știință de la diferite instituții de cercetare. Partenerii industriali principali sunt Ball Aerospace and Technologies Corporation din Boulder, Colorado; L3Harris Technologies din Melbourne, Florida; și Teledyne Scientific & Imaging în Thousand Oaks, California.
Autor: Corina Gheorghe
Foto/ video: NASA
