Астрономи виявили планету-“вигнанця” розміром із Сатурн: чому це важливо

Астрономи заявили про відкриття вільної планети, не пов’язаної з жодною зіркою, – т. зв. планети-“вигнанця”. Її розмір майже як у Сатурна, а виявити її вдалося за допомогою мікролінзуванню та космічному телескопу Gaia, пише видання Arstechnica. Відкриття описане у журналі Science.

Як зазначається, більшість планет розташована на відносно тісних орбітах навколо їхніх зірок, і це дозволяє вченим відстежувати їх під час багаторазових проходжень по колу. Проте невелику частину планет вдалося знайти завдяки явищу під назвою мікролінзування. Воно відбувається, коли планета проходить точно між Землею та іншою зіркою, створюючи гравітаційну лінзу, яка викривляє світло далекої зірки і змушує її на короткий час спалахнути яскравіше.

Ключова особливість мікролінзування полягає в тому, що планета може перебувати будь-де на лінії між зорею та Землею. Тож у багатьох випадках такі події зумовлені так званими планетами-“вигнанцями” (або блукаючими планетами) – тими, що взагалі не входять до жодної екзопланетної системи, а дрейфують міжзоряним простором.

Нещодавно дослідники, використовуючи мікролінзування та космічний телескоп Gaia, зафіксували планету розміром із Сатурн – першу, знайдену в так званій “пустелі Ейнштейна”. Це відкриття може пролити світло на походження планет-“вигнанців”.

“Вигнанці” космосу

У статті йдеться, що більшість відомих планет сформувалися з дисків газу та пилу навколо молодих зірок. Тим часом шляхів формування вільних планет, які не пов’язані з жодною зіркою, є два.

Перший – гравітаційне виштовхування, коли через взаємодію з іншими планетами в системі або пролітною зіркою планету може буквально “викинути” з орбіти у міжзоряний простір. У такому разі ці об’єкти будуть схожі на звичайні планети – від малих кам’янистих тіл до газових гігантів.

Другий спосіб – гравітаційний колапс. Цей шлях схожий на народження зірки, але у процесі формування просто “закінчується газ”, і результатом стає великий газовий гігант – за масою щось середнє між Юпітером і Коричневим карликом (невдалою зіркою).

Мікролінзування – чи не єдиний спосіб їх помітити, але воно мало говорить про реальний розмір об’єкта. Щоб з’ясувати масу, потрібно знати відстань до зірки і планети, а також розмір самої зірки, кажуть дослідники.

“Це не означає, що мікролінзування не дає жодної корисної інформації. Ми можемо визначити розмір кільця Ейнштейна – кільця світла, яке формується, коли планета й зоря ідеально вирівняні з погляду Землі. Знаючи його розмір і деякі інші параметри, можна оцінити масу планети. Навіть без цього можна робити певні висновки, використовуючи статистичні моделі”, – йдеться у статті.

Що таке “пустеля Ейнштейна”

Вивчаючи події мікролінзування, вчені помітили цікаву закономірність. Існує скупчення відносно малих кілець Ейнштейна (світлових кілець, що виникають при ідеальному вирівнюванні об’єктів), які, ймовірно, походять від малих планет. Потім іде розрив – порожнеча, – а за ним друге скупчення, утворене значно більшими планетами.

Цей розрив назвали “пустелею Ейнштейна”. Досі точилися суперечки: чи цей розрив є реальним фізичним явищем, чи це просто результат занадто малої вибірки даних.

Щасливий випадок для телескопа Gaia

Нова подія мікролінзування, зафіксована у травні 2024 року, отримала назви KMT-2024-BLG-0792 та OGLE-2024-BLG-0516. Вона стала унікальною завдяки космічному телескопу Gaia.

Оскільки Gaia розташований в точці Лагранжа L2, далеко від Землі, він встиг “піймати” пік яскравості події на дві години пізніше, ніж наземні телескопи. Це дозволило вченим обчислити точну відстань до об’єкта.

Згідно з результатами аналізу, маса виявленої планети становить приблизно 0,2 маси Юпітера, що робить її трохи меншою за Сатурн. Розташована вона якраз посередині “пустелі Ейнштейна”.

Чому це важливо

Знайдена планета підтверджує теорію про два різні шляхи походження планет, що не пов’язані із зірками. Малі планети легше викидаються із зоряних систем, тому їх має бути багато. Велетенські планети, що утворюються самі по собі як невдалі зірки, зазвичай мають масу Юпітера або більше.

Водночас, йдеться у статті, наразі мала кількість зафіксованих подій мікролінзування не дозволяє зробити остаточні висновки, тому необхідні подальші спостереження, щоб підтвердити реальність “пустелі Ейнштейна” та краще зрозуміти еволюцію планет-вигнанців.