Mokslininkai aptiko klajojančią planetą, kuri paneigia ankstesnes kosmoso teorijas

Didžioji dalis žinomų planetų sukasi gana artimomis orbitomis aplink savo žvaigždes, todėl mokslininkai gali jas stebėti kartotinių apsisukimų metu. Tačiau nedidelė dalis planetų atrandama pasitelkus reiškinį, vadinamą mikrolęšiavimu.

Jis įvyksta tada, kai planeta tiksliai praskrieja tarp Žemės ir kitos žvaigždės, sudarydama gravitacinį lęšį, kuris iškreipia tolimos žvaigždės šviesą ir trumpam ją pastebimai sustiprina.

Esminė mikrolęšiavimo savybė ta, kad planeta gali būti bet kurioje vietoje tiesėje tarp žvaigždės ir Žemės. Dėl to daugeliu atvejų tokie įvykiai siejami būtent su „išmestos“ arba klajojančios planetos buvimu – tokios planetos nepriklauso jokiai egzoplanetinei sistemai ir dreifuoja tarpžvaigždinėje erdvėje.

Visai neseniai tyrėjai, naudodami mikrolęšiavimą ir kosminį teleskopą „Gaia“, užfiksavo planetą, kurios dydis prilygsta Saturnui. Tai pirmoji tokio tipo planeta, aptikta vadinamojoje „Einšteino dykumoje“. Šis atradimas gali padėti geriau suprasti klajojančių, nuo žvaigždžių nepriklausomų planetų kilmę.

Išmestos kosmoso planetos

Manoma, kad dauguma žinomų planetų susiformavo iš dujų ir dulkių diskų, gaubusių jaunas žvaigždes. Tuo tarpu laisvai klajojančios planetos, nesusijusios su jokiu žvaigždžių sistema, gali susiformuoti dviem pagrindiniais būdais.

Pirmasis – gravitacinis išmetimas. Dėl sudėtingų gravitacinių sąveikų su kitomis planetomis sistemoje arba su praskriejančia žvaigžde, planeta gali būti tiesiog „išmesta“ iš savo orbitos į tarpžvaigždinę erdvę. Tokiu atveju šie kūnai savo savybėmis primins įprastas planetas – nuo mažų uolinių objektų iki dujinių milžinų.

Antrasis būdas – gravitacinis kolapsas. Tai procesas, panašus į žvaigždės gimimą, tačiau formuojantis objektui paprasčiausiai „pritrūksta dujų“. Rezultatas – didelis dujinis milžinas, kurio masė yra tarp Jupiterio ir rudųjų nykštukių (vadinamųjų „nepavykusių žvaigždžių“) masės.

Mikrolęšiavimas yra bene vienintelis realus būdas pastebėti tokias klajokles, tačiau jis pateikia labai ribotą informaciją apie tikrąjį objekto dydį. Norint tiksliai nustatyti masę, būtina žinoti atstumą iki žvaigždės ir planetos, taip pat pačios žvaigždės dydį.

Vis dėlto mikrolęšiavimas suteikia ir vertingų duomenų. Galima nustatyti vadinamojo Einšteino žiedo dydį – šviesos žiedo, susidarančio, kai planeta ir žvaigždė iš Žemės perspektyvos yra beveik idealiai išsirikiavusios. Žinant šio žiedo skersmenį ir keletą kitų parametrų, galima apytikriai įvertinti planetos masę. Be to, galima taikyti statistinius modelius ir daryti platesnes išvadas net neturint visos informacijos.

Kas yra Einšteino dykuma?

Tyrinėdami mikrolęšiavimo įvykius, mokslininkai pastebėjo įdomią tendenciją. Yra susitelkimas palyginti mažų Einšteino žiedų, kurie tikriausiai susiję su mažų masių planetomis. Po to seka aiški „spraga“ – duomenų tuštuma – o už jos matomas antrasis susitelkimas, sudarytas iš gerokai masyvesnių planetų.

Šis intervalas tarp dviejų susitelkimų ir pavadintas „Einšteino dykuma“. Iki šiol vyko diskusijos, ar ši „dykuma“ yra realus fizikinis reiškinys, ar tik mažos stebėtų įvykių imties statistinis artefaktas.

Sėkmingas „Gaia“ teleskopo sutapimas

Naujasis mikrolęšiavimo įvykis, užfiksuotas 2024 m. gegužę, gavo žymėjimus KMT-2024-BLG-0792 ir OGLE-2024-BLG-0516. Jo ypatybė ta, kad jį papildomai stebėjo kosminis teleskopas „Gaia“.

„Gaia“ yra įsikūręs Lagrange’o taške L2, gana toli nuo Žemės, todėl maksimalų įvykio šviesio padidėjimą jis užfiksavo maždaug dviem valandomis vėliau nei antžeminiai teleskopai. Šis laiko skirtumas leido gana tiksliai apskaičiuoti atstumą iki objekto.

Analizės rezultatai rodo, kad aptiktos planetos masė siekia apie 0,2 Jupiterio masės – tai reiškia, kad ji šiek tiek mažesnė už Saturną. Pagal savo savybes ir gautus parametrus planeta patenka tiesiai į „Einšteino dykumos“ vidurį.

Ši planeta patvirtina teoriją apie du skirtingus laisvai klajojančių planetų kilmės būdus. Mažos planetos lengviau išmetamos iš žvaigždžių sistemų, todėl jų turėtų būti daug. Tuo tarpu dujiniai milžinai, susiformuojantys savarankiškai gravitacinio kolapso būdu, paprastai turi Jupiterio ar dar didesnę masę.

Tuo pačiu pabrėžiama, kad iki šiol užfiksuotų mikrolęšiavimo įvykių skaičius vis dar per mažas, kad būtų galima daryti galutines išvadas. Reikia daugiau stebėjimų, kad būtų patvirtintas „Einšteino dykumos“ realumas ir geriau suprasta, kaip evoliucionuoja klajojančios, nuo žvaigždžių nepriklausomos planetos.

Mokslininkai taip pat tiria kitus neįprastus kosminius objektus, kurie gali pakeisti dabartinį Visatos raidos supratimą. Tokie atradimai padeda tikslinti galaktikų spiečių formavimosi modelius ir Visatos struktūros vystymosi scenarijus.