Znajdź zawartość

Naukowcy skupieni wokół projektu COSMIC-DANCE poinformowali o odkryciu od 70 do 170 nieznanych dotychczas planet swobodnych (FFP – free-floating planet), czyli takich, które nie są powiązane z żadną gwiazdą i samotnie wędrują przez przestrzeń kosmiczną. Odkrycia dokonali w jednym z najbliższych obszarów gwiazdotwórczych, asocjacji Skorpiona-Centaura. Nie znamy natury planet swobodnych, nie wiemy, dlaczego nie są powiązane grawitacyjnie z żadną gwiazdą. Być może powstają podobnie jak gwiazdy, w wyniku kolapsu grawitacyjnego niewielkich chmur gazu. A być może formują się podobnie jak inne planety w dysku protoplanetarnym krążącym wokół gwiazd, i potem w wyniku oddziaływania jakichś sił – na przykład sąsiednich planet – zostają wyrzucone ze swojego układu planetarnego. Żeby rozwiązać tajemnicę planet swobodnych potrzebujemy dużej homogenicznej próbki takich planet. Specjaliści z COSMIC-DANCE postanowili poszukać FFP na obszarze nieboskłonu obejmującym asocjację Skorpiona-Centaura. Asocjacje gwiazd to otwarte gromady, w których gwiazdy nie są ze sobą grawitacyjnie powiązane. Znalezienie planet swobodnych w gromadach gwiazd jest bardzo trudne. Potrzebna są bardzo czułe instrumenty. Gwiazdy są dość jasne i łatwe do zauważenia. Planety zaś są tysiące razy ciemniejsze, a dodatkową trudnością jest odróżnienie planeto od gwiazd i galaktyk w tle, mówi Núria Miret Roig, która wraz z zespołem zajmowała się poszukiwaniami planet. Naukowcy połączyli dwie techniki. Przeanalizowali publicznie dostępne bazy fotografii astronomicznych oraz bazy danych, w których zamieszczono informacje o ruchu, kolorze i jasności dziesiątków milionów źródeł światła. Dane takie zostały zebrane za pomocą najlepszych dostępnych teleskopów pracujących w podczerwieni i świetle widzialnym. Dzięki wykorzystaniu ponad 80 000 obrazów i około 100 terabajtów danych zbieranych przez 20 lat członkom COSMIC-DANCE udało się zidentyfikować do 170 możliwych planet swobodnych. Okazało się, że wszystkie one znajdują się w asocjacji Skorpiona-Centaura. To, jak dotąd, największa grupa planet swobodnych zaobserwowanych bezpośrednio w pojedynczej asocjacji. Niemal podwoiliśmy liczbę znanych FFP. Ich liczba zdecydowanie przekracza liczbę planet swobodnych jaką powinniśmy zaobserwować, gdyby planety takie powstawały w wyniku kolapsu małych chmur molekularnych. To zaś wskazuje, że musi istnieć inny mechanizm ich powstawania. Na podstawie dostępnej nam wiedzy o dynamice układów planetarnych stwierdzamy, że ważnym mechanizmem powstawania planet swobodnych jest ich wyrzucanie z orbit ich gwiazd, stwierdzają naukowcy. Jeśli zagęszczenie planet swobodnych w innych regionach gwiazdotwórczych jest podobne jak w asocjacji Skorpiona-Centaura, to w całej Drodze Mlecznej mogą istnieć miliardy planet wielkości Jowisza, które nie są powiązane z gwiazdami. Jeszcze więcej może być FFP wielkości Ziemi, gdyż w układach planetarnych występują one częściej.   « powrót do artykułu

Planety swobodne to obiekty, które nie krążą wokół żadnej gwiazdy. Międzynarodowy zespół astronomów – za pomocą Kosmicznego Teleskopu Keplera – odkrył cztery takie ciała niebieskie. W badaniach brał udział dr Radosław Poleski z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego. Planety swobodne są jednymi z najbardziej tajemniczych obiektów astronomicznych. Przemierzają samotnie Drogę Mleczną, nie krążąc wokół żadnej gwiazdy, dlatego bardzo trudno je wykryć. Najlepszą metodą ich wykrywania jest mikrosoczewkowanie grawitacyjne, wynikające z ogólnej teorii względności (OTW) Alberta Einsteina. Dr Radosław Poleski z UW był zaangażowany w odkrycie czterech planet swobodnych. Praca międzynarodowego zespołu badaczy została opublikowana w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Rzadkie zjawisko Zgodnie z OTW zjawisko mikrosoczewkowania zachodzi, gdy światło od odległego źródła uginane jest przez bliższy obiekt zwany soczewką. Masa soczewki zakrzywia przestrzeń wokół niej, co powoduje ugięcie promieni świetlnych, w efekcie czego można zaobserwować pojaśnienie źródła. Jeśli soczewką jest gwiazda, to pojaśnienie trwa od kilku do nawet około stu dni, jeśli zaś soczewką jest planeta – od kilku godzin do paru dni. Mikrosoczewkowanie grawitacyjne jest bardzo rzadkim zjawiskiem. Jak przewidział już w latach 80. prof. Bohdan Paczyński, mikrosoczewkowanie powoduje zaledwie jedna na około milion gwiazd. Planety swobodne powodują mniej niż jeden procent mikrosoczewek. Aby wykryć jak największą liczbę zjawisk mikrosoczewkowania, trzeba stale obserwować bardzo wiele gwiazd, np. gęste pola gwiazdowe. Dane Keplera Badania opublikowane w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society opierają się na danych zebranych w 2016 roku przez satelitę Kepler w ramach kampanii obserwacyjnej, której celem było wykrywanie mikrosoczewek. Przez ponad dwa miesiące satelita obserwował centralne zgrubienie Drogi Mlecznej, wykonując co 30 minut zdjęcie obszaru zawierającego miliony gwiazd. Naukowcy znaleźli w danych Keplera 22 krótkie zjawiska mikrosoczewkowania, które zostały również wykryte przez teleskopy naziemne grup OGLE i KMTNet. Grupa OGLE z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego – pod kierunkiem prof. Andrzeja Udalskiego – bada zjawiska mikrosoczewkowania grawitacyjnego od prawie 30 lat, wykorzystując teleskop w obserwatorium Las Campanas w Chile. Na podstawie zebranych danych grupa OGLE już kilka lat temu przedstawiła jedną z pierwszych analiz częstości występowania planet swobodnych. Obserwacje naziemne krótkich zjawisk mikrosoczewkowania są jednak utrudnione ze względu na brak możliwości ich prowadzenia w ciągu dnia, a także wpływ pogody. Te ograniczenia nie wpływają jednak na obserwacje prowadzone przez teleskopy satelitarne takie jak Kepler. Dzięki temu badacze wykryli nie tylko 22 zjawiska mikrosoczewkowania widoczne z Ziemi, lecz także dodatkowe cztery bardzo krótkie zjawiska, które najprawdopodobniej zostały spowodowane przez planety swobodne. Świetlik wśród świateł samochodów Satelita Kepler nie był zaprojektowany do wykrywania planet mikrosoczewkowych ani do obserwacji gęstych obszarów gwiazd. Skierowaliśmy starszawy i niedomagający teleskop z nieostrym wzrokiem na jeden z najgęstszych rejonów nieba, gdzie tysiące gwiazd zmienia swoją jasność oraz przesuwają się tysiące asteroid – opowiada dr Iain McDonald z brytyjskiego Open University, który kierował badaniami. Z tej kakofonii próbujemy wyłuskać charakterystyczne pojaśnienia powodowane przez planety swobodne i mamy tylko jedną szansę, by odkryć każdy z sygnałów. To tak, jakbyśmy próbowali zobaczyć świetlika wśród świateł samochodów na autostradzie i używali do tego aparatu w smartfonie – porównuje astronom. Współpraca z NASA Dr Radosław Poleski obecnie uczestniczy w planowaniu obserwacji mikrosoczewkowych, które będzie wykonywał Kosmiczny Teleskop Nancy Grace Roman, budowany przez agencję kosmiczną NASA. Ten teleskop będzie przełomem w badaniach planet swobodnych, ponieważ pozwoli nam wykrywać obiekty o dużo mniejszych masach niż jest to możliwe teraz – zapowiada astronom. Mam nadzieję, że razem z teleskopem Roman będzie obserwował także satelita Euclid przygotowywany przez Europejską Agencję Kosmiczną. Połączenie ich możliwości obserwacyjnych pozwoliłoby na bezpośrednie zmierzenie mas wielu planet swobodnych, a tym samym lepsze zrozumienie właściwości tych niezwykłych obiektów – wyjaśnia dr Poleski. « powrót do artykułu

W naszej galaktyce mogą znajdować się miliardy planet swobodnych, takich, które nie są związane grawitacyjnie z żadną gwiazdą i samodzielnie przemierzają przestrzeń kosmiczną. Polscy naukowcy z zespołu OGLE poinformowali właśnie o odkryciu najmniejszej znanej nam planety swobodnej. OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) ma na celu obserwację zjawisk mikrosoczewkowania grawitacyjnego. Prowadzony jest on przez naukowców z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego (OAUW), którzy wykorzystują polski teleskop znajdujący się w Las Campanas w Chile. To nie pierwsze znaczące osiągnięcie polskich naukowców. z OAUW. Przed kilku laty przeprowadziliśmy wywiad z profesorem Grzegorzem Pietrzyńskim, którego zespół dokonał najbardziej precyzyjnych pomiarów odległości do Wielkiego Obłoku Magellana. Większość znanych nam planet pozasłonecznych odkryto dzięki obserwacji ich przejść na tle gwiazdy macierzystej. Gdy taka planeta znajdzie się między swoją gwiazdą a Ziemią, widzimy spadek jasności gwiazdy, której część została przesłonięta przez planetę. Jednak tej metody nie możemy wykorzystać do wykrywania planet swobodnych. Nie krążą one przecież wokół gwiazd. Można je za to obserwować za pomocą zjawiska mikrosoczewkowania grawitacyjnego. Jak wiemy z ogólnej teorii względności, światło ulega zakrzywieniu w pobliżu masywnych obiektów. Grawitacja takich obiektów działa jak soczewka skupiająca i wzmacniająca światło odległych gwiazd. Jeśli zatem pomiędzy Ziemią odległą gwiazdą znajdzie się masywny obiekt – jak np. planeta – to jego grawitacja może spowodować, że światło ulegnie zakrzywieniu i skupieniu, a obserwator na Ziemi zobaczy pojaśnienie źródła światła. Jako, że mikrosoczewkowanie grawitacyjne nie zależy od jasności soczewki, jest świetnym sposobem na wykrywanie obiektów, które nie emitują światła, jak np. planety. Zjawisko mikrosoczewkowania jest jednak zależne od masy soczewki. Jeśli soczewką jest gwiazda, to wywołane przez nią zjawisko mikrosoczewkowania będzie trwało kilkanaście dni. W przypadku planet o masie Jowisza trwa ono 1-2 dni, a w przypadku planet podobnych do Ziemi – jedynie kilka godzin. Polscy naukowcy z OGLE donoszą o zaobserwowaniu najkrócej trwającego znanego nam zjawiska mikrosoczewkowania. Zjawisko OGLE-2016-BLG-1928 trwało zaledwie 41,5 minuty. Jako, że naukowcy nie znali odległości soczewki od Ziemi, nie mogli zbyt precyzyjnie określić jej masy, ale zdobyte dane wystarczyły, by stwierdzić, że soczewką był obiekt o masie mniejszej od Ziemi, za to trzykrotnie większej od masy Marsa. Najprawdopodobniej znajduje się on w odległości kilkunastu tysięcy lat świetlnych od nas. Wszystko wskazuje na to, że obiektem tym jest samotna planeta. Gdyby bowiem krążyła ona wokół gwiazdy, to gwiazda ta zostałaby zauważona. Zdaniem polskich naukowców mamy tutaj do czynienia z najmniejszą znaną nam planetą swobodną, która opuściła swój układ planetarny zaraz po jego uformowaniu się. Najprawdopodobniej została z niego wyrzucona w wyniku oddziaływania z innymi planetami. Szczegóły badań zostały przedstawione na łamach Astrphysical Journal Letters w artykule A terrestrial-mass rogue planet candidate detected in the shortest-timescale microlensing event. « powrót do artykułu

Przyszła misja NASA – Nancy Grace Roman Space Telescope (Roman lub RST), znana do niedawna jako WFIRST – może odkryć, że w Drodze Mlecznej jest więcej planet swobodnych niż gwiazd. Do takich wniosków doszli autorzy pracy Predictions of the Nancy Grace Roman Space Telescope Galactic Exoplanet Survey. II. Free-floating Planet Detection Rates opublikowanej na łamach The Astronomical Journal. Planeta swobodna to planeta, która nie krąży wokół żadnej gwiazdy. Autorzy artykułu stwierdzili, że teleskop RST będzie w stanie wykryć planety swobodne rejestrując izolowane epizody mikrosoczewkowania grawitacyjnego. Będzie wystarczająco czuły, by zarejestrować mikrosoczewkowanie powodowane przez obiekty do wielkości Marsa (0,1 masy Ziemi, M⊕) po wielkość gazowych olbrzymów (> M⊕). W przypadku tych pierwszych obiektów epizod mikrosoczewkowania będzie trwał kilka godzim, w przypadku gazowych olbrzymów może być to nawet kilkadziesiąt dni. Naukowcy przewidują, że misja odkryje około 250 planet swobodnych i o co najmniej rząd wielkości podniesie przewidywany obecnie górny limit liczby takich obiektów. To da nam wgląd w światy, których w inny sposób nie możemy obserwować. Wyobraźmy sobie naszą małą skalistą planetę wędrującą swobodnie przez wszechświat. Takie właśnie planety wykryje ta misja, mówi główny autor badań, Samson Johnson z The Ohio State University. Wszechświat może być pełen planet swobodnych, a my możemy o tym nie wiedzieć. Nigdy się tego nie dowiemy, jeśli nie zorganizujemy takich misji jak Roman – dodaje profesor Scott Gaudi. Jednym z zadań teleskopu Roman będzie próba stworzenia pierwszego spisu planet swobodnych. RST ma też wykrywać planety krążące wokół gwiazd. Astronomowie wiedzą, że planety swobodne istnieją, jednak nie do końca rozumieją, w jaki sposób dochodzi do ich uwolnienia z oddziaływania grawitacyjnego rodzimej gwiazdy. Przypuszcza się, że mogą być one wyrzucane z orbity gwiazdy w wyniku interakcji z innymi jej planetami oraz w wyniku przejścia w pobliżu innej gwiazdy. Nie można też wykluczyć, że formują się bez obecności gwiazdy. Teleskop Roman pozwoli też na testowanie teorii dotyczących powstawania takich planet. Johnson i jego grupa przewidują, że będzie on 10-krotnie bardziej czuły niż obecnie wykorzystywane narzędzia, które bazują na teleskopach znajdujących się na Ziemi. RST będzie badał przestrzeń pomiędzy Słońcem a centrum naszej galaktyki. Misja Nancy Grace Roman Space Telescope ma wystartować w 2025 roku. O jej perypetiach – jeszcze pod nazwą WFIRST – wielokrotnie informowaliśmy. Jej historia rozpoczęła się od niezwykłego prezentu, jaki NASA otrzymała od wywiadu. Później odwołania misji chciał prezydent Trump. A w końcu otrzymała ona zielone światło od NASA.     « powrót do artykułu