Choć teleskop Hubble’a działa już od ponad trzydziestu lat, jego archiwalne dane wciąż skrywają kosmiczne tajemnice. Jedną z nich okazała się samotna planeta – swobodnie dryfujący przez Galaktykę obiekt, niezwiązany z żadną gwiazdą. Odkrycie tej „kosmicznej sieroty” było możliwe dzięki zjawisku mikrosoczewkowania grawitacyjnego i przypadkowemu odkryciu przez członka zespołu badawczego. To dowód na to, że fizyka Einsteina wciąż pomaga nam poznawać nieuchwytne rejony Wszechświata.
Wspieraj Puls Kosmosu na Patronite.pl
Planety swobodne – nazywane również samotnymi lub wyrzuconymi – to obiekty planetarne, które nie krążą wokół żadnej gwiazdy. Uważa się, że powstają one w systemach planetarnych, ale z czasem zostają z nich wyrzucone w wyniku dynamicznych oddziaływań z innymi planetami lub przelatującymi gwiazdami. Ich wykrycie jest niezwykle trudne, ponieważ nie emitują światła i nie zasłaniają gwiazd, jak robią to planety w klasycznych układach.
Właśnie dlatego naukowcy sięgają po jedną z najbardziej niezwykłych metod detekcji – mikrosoczewkowanie grawitacyjne. Technika ta opiera się na ogólnej teorii względności, zgodnie z którą masywne obiekty zakrzywiają przestrzeń, a tym samym tor światła biegnącego od odległych gwiazd. Gdy taki obiekt – jak planeta – znajdzie się dokładnie na linii widzenia, przez krótki czas wzmacnia światło gwiazdy tła. To przelotne pojaśnienie może ujawnić obecność obiektu, który w innych warunkach pozostałby niewidoczny.
Właśnie takie zjawisko, nazwane OGLE-2023-BLG-0524, zaobserwowano 22 maja 2023 roku w kierunku centralnego zgrubienia Drogi Mlecznej. Trwało zaledwie osiem godzin – niezwykle krótko jak na standardy mikrosoczewkowania – co sugeruje, że spowodował je niewielki, szybko poruszający się obiekt. Wykryto je niezależnie dzięki dwóm projektom: polskiemu Eksperymentowi Soczewkowania Grawitacyjnego (OGLE) i koreańskiej sieci KMTNet.
Analiza danych pozwoliła ustalić, że obiekt soczewkujący może być planetą wielkości Neptuna oddaloną o około 15 000 lat świetlnych lub nieco większym obiektem wielkości Saturna, znajdującym się jeszcze dalej – ok. 23 000 lat świetlnych. Obie wersje są zgodne z obserwacjami, choć nie dają jednoznacznej odpowiedzi na pytanie o dokładny rozmiar i dystans.
Kluczowe dla zrozumienia charakteru tego obiektu było pytanie, czy rzeczywiście jest on samotny, czy może krąży wokół słabo świecącej gwiazdy w dużej odległości. Gdyby to była planeta związana z gwiazdą, w danych powinien pojawić się dodatkowy, dłuższy sygnał mikrosoczewkowania – ale taki nie wystąpił. Naukowcy sięgnęli więc do archiwalnych zdjęć wykonanych przez teleskop Hubble’a w 1997 roku. Na ich podstawie obliczyli, że gdyby w pobliżu planety znajdowała się jasna gwiazda, byłaby widoczna już wtedy. Jej brak na zdjęciach znacząco zwiększa prawdopodobieństwo, że mamy do czynienia z rzeczywiście samotną planetą.
Choć nie można całkowicie wykluczyć obecności bardzo słabej, odległej gwiazdy, to obecne dane nie wskazują na jej istnienie. Co więcej, względny ruch planety względem gwiazdy tła jest tak wolny (ok. 5 milisekund kątowych rocznie), że rozdzielenie tych dwóch obiektów z pomocą Hubble’a lub nawet największych teleskopów naziemnych może potrwać ponad dekadę.
Szczególnie interesujące w tym odkryciu jest to, że było ono dziełem przypadku. Mateusz Kapusta, członek zespołu badawczego, natknął się na ten sygnał podczas analizy innych zdarzeń mikrosoczewkowania. To nieplanowane znalezisko pokazuje, jak wiele wartościowych informacji wciąż kryje się w archiwalnych danych z Hubble’a. Naukowcy są przekonani, że podobnych samotnych planet może być znacznie więcej – wystarczy cierpliwa analiza, odpowiednia metoda i odrobina szczęścia.
Źródło: arXiv