Śnieżna kula odkryta przez mikrosoczewkowanie

Wizja artystyczna przedstawiająca OGLE-2016-BLG-1195Lb, planetę odkrytą za pomocą mikrosoczewkowania
Źródło: NASA/JPL-Caltech

Naukowcy odkryli nową planetę o masie Ziemi, krążącą wokół swojej gwiazdy macierzystej w odległości podobnej do odległości Ziemia-Słońce. Planeta najprawdopodobniej jest za zimna, aby istniało na niej życie podobne do ziemskiego, ponieważ jej gwiazda macierzysta świeci znacznie mniej intensywnie niż Słońce. Niemniej jednak odkrycie to pozwoliło nam wzbogacić wiedzę o typach układów planetarnych istniejących we Wszechświecie.

Owa śnieżna kula jest najmniej masywną planetą kiedykolwiek odkrytą poprzez mikrosoczewkowanie – mówi Yossi Shvartzvald, naukowiec z Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie i główny autor artykułu opisującego odkrycie, opublikowanego w Astrophysical Journal Letters.

Mikrosoczewkowanie to technika ułatwiająca odkrywanie odległych obiektów przy wykorzystaniu gwiazd tła służących jako latarki. Gdy obserwowana gwiazda przechodzi precyzyjnie na tle jasnej gwiazdy tła, grawitacja bliższej gwiazdy skupia promieniowanie gwiazdy tła, przez co przez moment wydaje się ona jaśniejsza. Planeta krążąca wokół gwiazdy znajdującej się na pierwszym planie może spowodować dodatkowy błysk/wzrost jasności gwiazdy. W omawianym przypadku taki błysk trwał tylko kilka godzin. Technika ta pozwoliła na odkrycie najodleglejszych znanych planet pozasłonecznych oraz umożliwia wykrywanie mało-masywnych planet krążących znacznie dalej od swoich gwiazd niż Ziemia od Słońca.

Nowo odkryta planeta – OGLE-2016-BLG-1195Lb – pomaga naukowcom w badaniu rozkładu planet w naszej galaktyce. Wciąż otwartym pytaniem jest kwestia różnić w częstotliwości występowania planet między zgrubieniem centralnym Drogi Mlecznej, a otaczającym je dyskiem galaktyki. OGLE-2016-BLG-1195Lb znajduje się w dysku galaktyki, podobnie jak dwie planety wcześniej odkryte przez mikrosoczewkowanie za pomocą Kosmicznego Teleskopu Spitzer.

Chociaż odkryliśmy tylko kilka układów planetarnych, których odległość od nas udało się zmierzyć dość dokładnie, a które są tak daleko od Układu Słonecznego, brak odkryć w zgrubieniu centralnym (za pomocą Spitzera) wskazuje, że planety mogą rzadziej występować w centrum naszej galaktyki niż w dysku – mówi Geoff Bryden, astronom z JPL i współautor opracowania.

W przypadku nowego odkrycia, o zjawisku mikrosoczewkowania naukowców poinformowali badacze z projektu OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) prowadzonego przez astronomów z Uniwersytetu Warszawskiego. Autorzy artykułu wykorzystali następnie sieć Korea Microlensing Telescope Network (KMTNet) oraz teleskop Spitzer do śledzenia tego zjawiska z Ziemi i z przestrzeni kosmicznej.

KMTNet składa się z trzech teleskopów: jednego w Chile, jednego w Australii i jednego w RPA. Gdy naukowcy z misji Spitzer otrzymali alert z projektu OGLE zorientowali się, że może to być okazja na odkrycie planety. Informacja o mikrosoczewkowaniu pojawiła się zaledwie na kilka godzin przed zatwierdzeniem celów dla teleskopu Spitzer na nadchodzący tydzień – na szczęście udało się je zmodyfikować.

Obserwując zjawisko za pomocą KMTNet oraz Spitzera, naukowcy mieli dwa punkty, z których mogli obserwować biorące udział w zjawisku obiekty – niczym dwoje oczu oddalonych od siebie na znaczną odległość. Dane zebrane z tych dwóch różnych punktów umożliwiły naukowcom odkrycie planety za pomocą KMTNet oraz obliczenie masy gwiazdy i planety za pomocą Spitzera.

Szczegóły dotyczące tej planety znamy tylko dzięki doskonałej współpracy KMTNet i Spitzera – mówi Andrew Gould, emerytowany profesor astronomii z Ohio State University.

Choć OGLE-2016-BLG-1195Lb charakteryzuje się masą podobną do masy Ziemi oraz podobną odległością od swojej gwiazdy – podobieństwa mogą się tu kończyć.

OGLE-2016-BLG-1195Lb znajduje się prawie 13 000 lat świetlnych od Ziemi i krąży wokół gwiazdy tak małej, że naukowcy nie są do końca pewni czy to jest jeszcze gwiazda. Równie dobrze może to być brązowy karzeł, obiekt podobny do gwiazdy, którego jądro jednak nie jest wystarczająco gorące aby rozpoczęły się w nim procesy fuzji jądrowej. Ta konkretna gwiazda charakteryzuje się masą zaledwie 7,8% masy Słońca, dokładnie na granicy między gwiazdą a brązowym karłem. Równie dobrze może to być ultra-chłodny karzeł taki jak TRAPPIST-1 – gwiazda wokół której Spitzer i teleskopy naziemne niedawno odkryły siedem planet o rozmiarach podobnych do Ziemi. Te siedem planet krąży w bardzo małej odległości od TRAPPIST-1, bliżej niż Merkury wokół Słońca, w związku z czym istnieje możliwość, że na części z tych planet istnieje woda w stanie ciekły,. Jednak OGLE-2016-BLG-1195Lb krążąca w odległości 1 jednostki astronomicznej od tak małej i słabej gwiazdy jest ekstremalnie zimna – prawdopodobnie nawet zimniejsza niż Pluton w Układzie Słonecznym.

Dostępne obecnie teleskopy naziemne nie są w stanie znaleźć mniejszych planet niż ta metodą mikrosoczewkowania, do tego potrzebne byłyby bardzo czułe teleskopy kosmiczne, takie jak chociażby WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope), którego start planowany jest na połowę lat dwudziestych.

Źródło: NASA