400 странствий по Земле

Предстоящий римский телескоп Нэнси Грейс НАСА будет охотиться за «космическими сиротами», беззвездными планетами, которые могут даже превосходить численностью своих орбитальных коллег в нашей галактике.

Новые прогнозы предполагают, что будущий космический телескоп НАСА сможет обнаружить более 400 миров земной массы, спрятанных по всему Млечному Пути, которые «вышли из-под контроля» и поэтому блуждают по нашей галактике в одиночку.

Считается, что такие миры-сироты начинают свою жизнь в планетарной системе, похожей на Солнечную систему, но в какой-то момент их выбрасывает наружу неизвестный до сих пор механизм. Несмотря на знакомую картину планет, аккуратно вращающихся вокруг звезды, новые исследования показывают, что количество таких осиротевших беззвездных миров может превосходить число звезд в Млечном Пути в соотношении 20 к 1. Это означает, что несвязанные миры в нашей галактике встречаются примерно в шесть раз чаще, чем планеты, вращающиеся вокруг родительских звезд.

«По нашим оценкам, в нашей галактике в 20 раз больше планет-изгоев, чем звезд – триллионы миров, блуждающих в одиночку», – заявил в своем заявлении автор исследования и старший научный сотрудник НАСА Дэвид Беннетт. «Это первое измерение количества планет-изгоев в галактике, которое чувствительно к планетам менее массивным, чем Земля».

Связанный:Обнаружено первое свидетельство существования миров-троянских планет, находящихся на одной орбите

Обычно планеты за пределами нашей солнечной системы, известные как экзопланеты, обнаруживаются по влиянию, которое они оказывают на звезды-хозяева. Например, экзопланета может заставить наблюдателей с Земли стать свидетелями падения света ее звезды, поскольку траектория планеты проходит между звездой и нашей планетой. Или экзопланета может влиять на такой свет через колебание, которое она создает на орбите своей родительской звезды, гравитационно притягивая светящееся тело. Но тот факт, что планеты-изгои находятся так далеко от звезд-хозяев, затрудняет их обнаружение.

Одна из главных целей римского телескопа Нэнси Грейс НАСА, когда космический инструмент будет запущен в эксплуатацию, — обнаружить этих мошенников. Предыдущие оценки предполагали, что Roman, который запустится в мае 2027 года, сможет обнаружить около 50 планет-изгоев размером с Землю, но новые открытия увеличили это число. Вместо этого они подразумевают цифру, близкую к 400. Фактически, те же самые астрономы, стоящие за этими открытиями, уже определили кандидата на планету-изгой размером с Землю, которую Роман должен исследовать.

Беннетт и его коллеги пришли к своим выводам на основе данных, собранных в ходе девятилетнего астрономического исследования под названием «Наблюдения за микролинзированием в астрофизике» (MOA). Исследование, проведенное в обсерватории Университета Маунт-Джон в Новой Зеландии, МОА искало объекты с помощью явления, впервые предсказанного теорией общей теории относительности Эйнштейна, называемого гравитационным линзированием. Римляне также будут использовать его для охоты на мошенников.

Две статьи, описывающие последние открытия команды, будут опубликованы в будущем выпуске The Astronomical Journal.

Общая теория относительности Эйнштейна 1915 года предсказывает, что объекты с массой «искажают» саму ткань пространства. Хотя эта деформация работает в трех измерениях (четырех, если учесть время), ее можно рассматривать как аналог двумерного эффекта размещения мячей разной массы на растянутом резиновом листе. Чем больше масса шара, тем глубже вмятина на листе. Аналогично, чем массивнее космический объект, тем сильнее искривление в космосе.

Кроме того, когда очень массивный объект искажает пространство, это также может повлиять на свет, излучаемый другими объектами, находящимися на заднем плане, вызывая искривление такого свечения при прохождении мимо космического отпечатка исходного объекта. В конечном итоге это может создать эффект увеличения фонового объекта, что приведет к явлению гравитационного линзирования.

Микролинзирование — это вариант этой концепции, который происходит, когда меньший объект, например планета или звезда, проскальзывает между Землей и источником фонового света, например звездой или галактикой, и почти идеально выравнивается с ними. Это заставляет наземные машины обнаруживать всплеск яркости фонового объекта, но он не такой экстремальный, как эффекты гравитационного линзирования. Тем не менее, микролинзирование полезно для обнаружения планет-изгоев и других небольших объектов, которые не излучают свет и поэтому почти полностью темны.