Swobodnie poruszające się planety

W skład zespołu badawczego, który dokonał odkrycia, wchodzą dwie grupy zajmujące się badaniami mikrosoczewkowania grawitacyjnego: polscy astronomowie z projektu OGLE z Uniwersytetu Warszawskiego oraz japońsko-nowozelandcy naukowcy z projektu MOA.

"Odkrycie swobodnych planet to niewątpliwie nowe i ważne odkrycie w bardzo +gorącej+ dziś dziedzinie poznawania planet pozasłonecznych. Obiekty te to nowa kategoria nieznanych dotąd, choć przewidywanych przez teoretyków planet" - powiedział PAP prof. Andrzej Udalski z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego, kierujący zespołem OGLE.

Naukowcy z obu grup prowadzą pomiary jasności gwiazd w poszukiwaniu zjawisk mikrosoczewkowania grawitacyjnego w kierunku na centrum Galaktyki. Zjawiska takie zachodzą w sytuacji gdy jakiś obiekt (np. gwiazda, planeta), zwany soczewką, przechodzi przed inną odległą gwiazdą, bardzo blisko linii widzenia pomiędzy obserwatorem na Ziemi, a odległą gwiazdą. Pole grawitacyjne obiektu powoduje ugięcie promieniowania odległej gwiazdy, skutkujące tymczasowym jej pojaśnieniem (na kilka do kilkudziesięciu dni). Efekt ten został przewidziany przez ogólną teorię względności Einsteina i jest obserwowany przez astronomów.

Zespół MOA zgromadził dane fotometryczne z obserwatorium Mt. John w Nowej Zelandii z lat 2006-2007, w których udało się znaleźć dziesięć przypadków krótkotrwałego mikrosoczewkowania grawitacyjnego, wywołanego najprawdopodobniej przez obiekty o masach rzędu masy Jowisza. Te same obszary nieba były obserwowane także przez polski projekt OGLE w obserwatorium Las Campanas w Chile. Dużo lepsze dane obserwacyjne Polaków pozwoliły potwierdzić przypuszczenia, że mamy do czynienia z mikrosoczewkowaniem grawitacyjnym.

Ponieważ we wspomnianych dziesięciu przypadkach zaobserwowano jedynie mikrosoczewkowanie od planet, a brak mikrosoczewkowania od gwiazd centralnych, pozwala to na postawienie hipotezy, że soczewkami są planety, które opuściły swoje układy planetarne, albo planety na bardzo odległych orbitach. Jednak ten drugi przypadek jest w świetle innych badań bardzo rzadki.

Oznaczać to może odkrycie nowej kategorii planet pozasłonecznych: swobodnie poruszających się planet, które opuściły swoje układy planetarne. Były one do tej pory przedmiotem spekulacji teoretyków. Odkrycie naukowców z Polski i innych krajów pokazuje, że obiekty tego typu muszą być znacznie liczniejsze niż przypuszczano, bowiem są niezmiernie trudne do wykrycia, a zaobserwowano ich aż dziesięć.

"Poznanie i scharakteryzowanie swobodnych planet przyczyni się do lepszego zrozumienia jak powstają systemy planetarne i skąd bierze się taka ich różnorodność. Jednocześnie jest to kolejny sukces metody mikrosoczewkowania grawitacyjnego jako narzędzia do badania zjawisk astrofizycznych. Tylko ta metoda, można powiedzieć o mocnych polskich korzeniach, bo opracowana przez nieżyjącego juz prof. Bohdana Paczyńskiego, pozwala odkrywać tak małomasywne i nieświecące ciała, jakimi są np. swobodne planety" - wyjaśnia Udalski.

Naukowcy wstępnie szacują, że liczba swobodnych planet o masach większych niż masa Jowisza może być nawet dwukrotnie większa niż liczba gwiazd w Galaktyce. Z kolei swobodnie poruszających się planet mniejszych może być jeszcze więcej, bowiem obserwacje układów planetarnych sugerują, że planet małomasywnych jest w przyrodzie znacząco więcej niż masywnych.

Projekt OGLE jest prowadzony przez Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego od 1992 roku. Obecna jego faza OGLE-IV rozpoczęta została w marcu 2010 roku. Jest to przegląd nieba nowej generacji, odkrywający kilkakrotnie więcej zjawisk mikrosoczewkowania grawitacyjnego niż dotychczasowe przeglądy.

W skład polskiego zespołu OGLE, kierowanego przez prof. Andrzej Udalskiego, wchodzą: Michał Szymański, Marcin Kubiak, Grzegorz Pietrzyński, Radosław Poleski, Igor Soszyński, Łukasz Wyrzykowski oraz Krzysztof Ulaczyk.