Astronomowie odkryli samotną planetę bez gwiazdy

Astronomowie odkryli samotną planetę bez gwiazdy  

Astro­no­mo­wie na początku października 2013 roku potwierdzili, że od­kry­li pla­ne­tę od­da­lo­ną o 80 lat świetl­nych od Ziemi, która jest pra­wie sześć razy bar­dziej ma­syw­na niż Jo­wisz i wędruje przez prze­strze­ń kosmiczną sa­mot­nie, bez żad­nej gwiaz­dy dziennej (słońca) w swoim po­bli­żu – do­no­si por­tal nbc news. O podobnych samotnych planetach informowano już wcześniej, jednak w przeszłości nie zawsze było wiadomo czy są to „osierocone” planety, czy wygasłe gwiazdy. Tym razem naukowcy twierdzą, że są pewni, iż jest to planeta. Całkiem możliwe, że takich samotnych planet przemierzających kosmos, a nie świecących odbitym światłem gwiazd jest bardzo dużo i stanowią znaczącą część masy Wszechświata. 

Samotna planeta bez gwiazdy dziennej

Astronomowie nie ukrywają, że są zdumieni odkryciem. - Nigdy wcześniej nie widzieliśmy obiektu w przestrzeni kosmicznej, który byłby podobny do tego – przyznał Michael Liu z Instytutu Astronomii na Uniwersytecie Hawajskim Manoa. – Ciało to ma wszystkie cechy charakterystyczne dla młodych planet, znajdujących się w pobliżu innych gwiazd, ale w tym wypadku krąży ono zupełnie samotnie. Często zastanawiałem się czy istnienie takich odosobnionych obiektów jest możliwe, teraz wiemy już, że tak – powiedział Liu. 

Sygnatura cieplna ciała oznaczonego jako PSO J318.5-22 została ustalona dzięki teleskopowi badawczemu znajdującego się na wulkanie Haleakala, na hawajskiej wyspie Maui. Światło wytwarzane przez ten obiekt jest około 100 miliardów razy słabsze pod względem optycznej długości falowej, niż światło dochodzące z Wenus. W raporcie opublikowanym w Astrophysical Journal Letters, Liu i jego współpracownicy stwierdzili, że nowoodkryty obiekt ma właściwości podobne do tych, jakimi charakteryzują się gazowe olbrzymy, krążące po orbitach młodych planet. Planeta kilka razy większa od Jowisza jako gazowy olbrzym emituje tę wspomnianą niewielką ilość światła, jednak planetki małe, podobne do Ziemi czy Marsa emitują bardzo niewiele energii i są o wiele trudniejsze do zaobserwowania, o ile nie są w pobliżu oświetlających je gwiazd. 

Niall Deacon z Instytutu Astronomii Maxa Plancka w Niemczech, również uczestniczący w badaniach, powiedział, że obiekt PSO J318.5-22 powinien pomóc naukowcom lepiej zrozumieć inne planety, które nie są tak odosobnione. – Niezwykle trudno bada się planety położone w pobliżu jasnych gwiazd. PSO J318.5-22 nie krąży wokół żadnej gwiazdy, co znacznie ułatwi jej poznanie. Na pewno umożliwi nam ona wgląd w funkcjonowanie gazowych olbrzymów, takich jak Jowisz, tuż po ich narodzinach – powiedział Deacon. Większa ilość takich planet, jeśli zostanie potwierdzona może znacząco zmienić poglądy na powstawanie systemów planetarnych, a obowiązująca teoria protomgławicy z której formuje się zarówno gwiazda jak i jej planety może się okazać fikcją na rzecz przechwytywania planet przez pole grawitacyjne gwiazd. 

Ludzkość zna już prawie tysiąc planet pozasłonecznych, z których prawie wszystkie krążą wokół gwiazd różnego typu. I tylko cztery zachowują się inaczej, jednak wciąż nie do końca wiadomo, czy są to planety, czy może obiekty typu brązowy karzeł. Do odkrycia doszło w ramach programu poszukującego brązowych karłów, charakteryzujących się bardzo niską temperaturą (w porównaniu do gwiazd), głównie świecących na czerwono i w podczerwieni. Wiadomo także, że PSO J318.5-22 należy do grupy gwiazd Beta Pictoris (od nazwy najjaśniejszej gwiazdy), które wspólnie poruszają się w tym samym kierunku w naszej Galaktyce, a powstały zaledwie około 12 milionów lat temu. Co ciekawe, z reguły obiekty planetarne nie są obserwowane bezpośrednio, gdyż blask gwiazdy macierzystej jest zbyt silny. W przypadku PSO J318.5-22 sytuacja jest inna - brak gwiazdy pozwolił na bezpośrednią detekcję oraz obserwacje spektralne. Dlatego jest też pewne, że  PSO J318.5-22 będzie jeszcze nie raz obserwowana.

Masę tej egzoplanety określono na około sześć mas Jowisza a wiek na zaledwie 12 milionów lat. Jest to bardzo młody obiekt, prawdopodobnie jeszcze przechodzący etapy formacji. Wszystko wskazuje na to, że mamy do czynienia z planetą powstającą, a nie z obiektem pozostałym po wypaleniu się jakiegoś słońca. PSO J318.5-22 udało się odróżnić od brązowych karłów dzięki kolejnym obserwacjom przy użyciu NASA Infrared Telescope Facility oraz Gemini North Telescope. Spektra uzyskane podczas tych obserwacji wykazały, że PSO J318.5-22 nie jest brązowym karłem, a mniejszym obiektem planetarnym. Teraz trzeba zbadać czy gazowy olbrzym ma silne pole grawitacyjne co może dać nadzieję, ze wokół planety krążą jakieś chociażby niewielkie księżyce. 

Badacze użyli teleskopu do przeglądów nieba Pan-STARRS1 (PS1) do zidentyfikowania słabego obiektu. Następnie wykonali obserwacje za pomocą większych teleskopów, takich jak IRTF, UKIRT, 3,6-metrowy CFHT, czy 8-metrowy Gemini. Okazało się, że obiekt ma cechy podobne do olbrzymich gazowych planet odkrywanych w pobliżu innych gwiazd. Masę PSO J318.5-22 wyznaczono jako sześciokrotnie większą niż masa Jowisza, a wiek 12 milionów lat czyni obiekt kosmicznym noworodkiem. 

Obiekt udało się zidentyfikować dzięki unikalnej sygnaturze cieplnej, którą odkryto za pomocą teleskopu Pan-STARRS 1 (PS1) znajdującego się w Haleakala na Hawajach. Dzięki zgromadzonym danym stwierdzono, że właściwości tej planety przypominają te, które znamy z gazowych gigantów orbitujących wokół młodych gwiazd. Dzięki trwającym dwa lata pomiarom astrometrycznym udało się ustalić odległość od nietypowej planety, wynosi ona 80 lat świetlnych. Dzięki wiedzy o dystansie do planety astronomowie mogli wyznaczyć też inną ważną wartość – absolutną wielkość gwiazdową, czyli rzeczywistą jasność obiektu (a nie tylko pozorną, zależną od odległości z której na obiekt patrzymy). 

Planeta została odkryta przy użyciu teleskopu Pan-starss na szczycie wulkanu Haleakala na hawajskiej wyspie Maui. Odkrycie to potwierdza przypuszczenia i mitologiczne opowieści o samotnie dryfujących w kosmosie planetach. Do kompletu współczesnej wiedzy brakuje jeszcze informacji o biologii takich planet, mniejszych oczywiście, wewnątrz których mogą się w podziemiach skrywać całe cywilizacje...