Nie każda planeta ma szczęście krążyć wokół gwiazdy, tak jak Ziemia wokół Słońca. Część z nich zostaje brutalnie wyrzucona ze swoich układów i skazana na samotną wędrówkę przez galaktykę. Teraz astronomowie po raz pierwszy w historii dokonali czegoś, co jeszcze niedawno wydawało się niemal niemożliwe: zmierzyli masę planety-samotnika, która nie orbituje wokół żadnej gwiazdy.
To odkrycie nie tylko pokazuje kunszt współczesnej astronomii, ale także otwiera nowy rozdział w badaniach planet swobodnych – jednych z najbardziej tajemniczych obiektów we Wszechświecie.
Samotna planeta w sercu Drogi Mlecznej
Odkryta planeta znajduje się w kierunku centrum Drogi Mlecznej, w odległości około 9 800 lat świetlnych od Ziemi. Jej masa to około 22% masy Jowisza, co sugeruje, że nie jest to obiekt powstały „w próżni”. Najprawdopodobniej narodziła się w klasycznym układzie planetarnym, a następnie została z niego wyrzucona w wyniku grawitacyjnej rozgrywki przypominającej kosmiczny bilard.
Takie planety, nazywane planetami swobodnymi lub planetami-łotrzykami, są wyjątkowo trudne do wykrycia. Nie emitują własnego światła i nie odbijają go od gwiazdy, bo… żadnej gwiazdy nie mają.
Grawitacyjna sztuczka Einsteina
Kluczem do sukcesu okazało się mikrosoczewkowanie grawitacyjne – zjawisko przewidziane przez ogólną teorię względności Einsteina. Gdy masywny obiekt, nawet tak niewielki jak planeta, przechodzi dokładnie między obserwatorem a odległą gwiazdą, jego grawitacja chwilowo wzmacnia i zakrzywia światło tej gwiazdy.
Właśnie taki kosmiczny „błysk” został zarejestrowany 3 maja 2024 roku przez sieć teleskopów naziemnych w Chile, RPA i Australii. Co więcej, zdarzenie to sześciokrotnie uchwycił również teleskop kosmiczny Gaia, znajdujący się aż 1,5 miliona kilometrów od Ziemi.
Ta różnica położenia okazała się bezcenna.
Kosmiczne widzenie stereo
Dzięki temu, że Gaia i teleskopy naziemne obserwowały to samo zjawisko z różnych punktów przestrzeni, naukowcy mogli zastosować efekt paralaksy – podobny do tego, który pozwala nam ocenić odległość przedmiotów, patrząc dwojgiem oczu.
Efekt? Po raz pierwszy udało się jednocześnie określić odległość i masę planety swobodnej. To prawdziwy kamień milowy w badaniach takich obiektów.
Przedsmak rewolucji, która dopiero nadchodzi
To odkrycie ma jeszcze jeden ważny wymiar. Jak podkreślają naukowcy, podobne metody będą niezwykle skuteczne po uruchomieniu Kosmicznego Teleskopu Nancy Grace Roman, którego start planowany jest na 2027 rok. Nowe obserwatorium będzie skanować niebo nawet 1000 razy szybciej niż Hubble, znacząco zwiększając szanse na wykrycie kolejnych planet-samotników.
Możliwe, że już wkrótce dowiemy się, jak liczne są takie obiekty i jak często młode układy planetarne rozpadają się pod wpływem grawitacyjnego chaosu.
Dlaczego to odkrycie jest tak ważne?
Planety swobodne są żywym dowodem na to, że formowanie się układów planetarnych to proces daleki od stabilności. Każda taka planeta to zapis dramatycznej historii sprzed miliardów lat. Dzięki nowym metodom obserwacyjnym astronomowie zaczynają wreszcie czytać te historie z zaskakującą precyzją.
Kosmos nie lubi porządku. I właśnie dlatego jest tak fascynujący.
Badania opublikowano w czasopiśmie Science .