Polski zespół naukowców pod kierownictwem prof. Andrzeja Udalskiego z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego zapisał się złotymi zgłoskami w historii światowej astronomii. Dzięki wykorzystaniu metody mikrosoczewkowania grawitacyjnego i nie lada szczęściu, badacze po raz pierwszy w historii bezpośrednio zidentyfikowali i scharakteryzowali swobodnie poruszające się planety o masie zbliżonej do ziemskiej. Odkrycie to rzuca nowe światło na procesy formowania się i ewolucji układów planetarnych.
Planety bez słońca: kosmiczni wędrowcy
Planety swobodne, zwane też samotnymi lub niezwiązanymi, to obiekty, które nie krążą wokół żadnej gwiazdy macierzystej. Poruszają się samotnie w przestrzeni międzygwiezdnej. Ich istnienie było przewidywane teoretycznie, ale bezpośrednia detekcja stanowiła ogromne wyzwanie ze względu na brak emitowanego lub odbitego światła. Do tej pory znane były głównie masywne obiekty tego typu, wielkości Jowisza. Odnalezienie planet o masie Ziemi otwiera zupełnie nowy rozdział w badaniach.
Kluczowa metoda: mikrosoczewkowanie grawitacyjne
Odkrycie było możliwe dzięki zjawisku mikrosoczewkowania grawitacyjnego. Gdy niewidoczna, swobodna planeta przechodzi dokładnie przed odległą gwiazdą tła, jej grawitacja zakrzywia i wzmacnia światło tej gwiazdy, działając jak soczewka. Analizując charakterystyczny, krótkotrwały wzrost jasności, astronomowie mogą wyznaczyć masę obiektu soczewkującego. „To niezwykle rzadkie zjawisko, wymagające idealnego ustawienia w jednej linii źródła, soczewki i obserwatora” – podkreśla prof. Udalski, wskazując na element szczęścia w tym odkryciu.
Znaczenie odkrycia dla nauki
Odkrycie polskich astronomów ma fundamentalne znaczenie. Po pierwsze, dostarcza bezpośrednich dowodów na istnienie całej populacji małych, swobodnych planet w Drodze Mlecznej. Po drugie, zmusza do rewizji modeli powstawania planet. Skąd biorą się te samotne światy? Naukowcy rozważają dwie główne hipotezy:
- Mogą to być planety wyrzucone z młodych, dynamicznych układów planetarnych w wyniku silnych oddziaływań grawitacyjnych.
- Alternatywnie, mogły uformować się samodzielnie, w sposób analogiczny do powstawania gwiazd, z zapadających się obłoków gazu i pyłu, ale o zbyt małej masie, by zapłonęła w nich reakcja termojądrowa.
Oszacowanie częstości występowania takich obiektów pomoże określić, która z tych ścieżek jest dominująca. „Każda odkryta swobodna planeta to kapsuła czasu, która może nam opowiedzieć historię gwałtownych procesów zachodzących w młodych układach gwiezdnych” – komentuje prof. Udalski.
Polski wkład w światową astronomię
Sukces jest efektem wieloletniej pracy zespołu projektu OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment), który od ponad trzech dekad przeczesuje niebo w poszukiwaniu zjawisk mikrosoczewkowania. Polski wkład w tę dziedzinę astrofizyki jest niepodważalny i powszechnie uznawany w środowisku międzynarodowym. Najnowsze odkrycie potwierdza pozycję Polski jako potentata w badaniach z wykorzystaniem mikrosoczewkowania grawitacyjnego. Dalsze obserwacje, prowadzone m.in. przy użyciu Kosmicznego Teleskopu Nancy Grace Roman, planowanego przez NASA, pozwolą na statystyczne oszacowanie liczby takich samotnych planet w naszej Galaktyce.
Foto: images.pexels.com