Naukowcy wykryli kandydata na najszybszy układ egzoplanetarny
Astronomowie być może odkryli niewielką gwiazdę pędzącą z ogromną prędkością przez środek naszej Galaktyki z planetą na pokładzie.
 |
| Wizja artystyczna superneptuna orbitującego wokół gwiazdy o małej masie w pobliżu centrum naszej Galaktyki. Źródło: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC) |
Jeżeli zostanie to potwierdzone, para ta ustanowi nowy rekord dla najszybciej poruszającego się układu egzoplanet, prawie dwukrotnie przekraczającego prędkość naszego Układu Słonecznego w Drodze Mlecznej.
Uważa się, że ten układ planetarny porusza się z prędkością co najmniej 540 km/s.
Uważamy, że jest to tak zwany superneptun okrążający gwiazdę o niskiej masie w odległości, która plasowałaby ją między orbitami Wenus i Ziemi, gdyby znajdowała się w naszym Układzie Słonecznym – powiedział Sean Terry z Uniwersytetu Maryland i NASA Goddard. Ponieważ gwiazda jest tak słaba, znajduje się daleko poza ekosferą. Jeśli tak, będzie to pierwsza planeta, jaką kiedykolwiek znaleziono na orbicie wokół gwiazdy hiperprędkościowej.
Artykuł opisujący wyniki został opublikowany w The Astronomical Journal 10 lutego 2025 roku.
Gwiazda w ruchu
Para obiektów została po raz pierwszy zauważona pośrednio w 2011 roku dzięki przypadkowemu dopasowaniu. Zespół naukowców przeczesał zarchiwizowane dane z MOA (Microlensing Observations in Astrophysics) – wspólnego projektu koncentrującego się na badaniu mikrosoczewkowania grawitacyjnego z wykorzystaniem University of Canterbury Mount John Observatory w Nowej Zelandii – w poszukiwaniu sygnałów świetlnych, które zdradzą obecność egzoplanet.
Mikrosoczewkowanie występuje, ponieważ obecność masy zakrzywia strukturę czasoprzestrzeni. Za każdym razem, gdy interweniujący obiekt wydaje się dryfować w pobliżu gwiazdy tła, światło z gwiazdy ugina się, gdy podróżuje przez zakrzywioną czasoprzestrzeń wokół bliższego obiektu. Jeżeli wyrównanie jest szczególnie bliskie, zakrzywienie wokół obiektu może działać jak naturalna soczewka, wzmacniając światło gwiazdy tła.
W tym przypadku sygnały mikrosoczewkowania grawitacyjnego ujawniły parę ciał niebieskich. Naukowcy określili ich względne masy (jedno jest około 2300 razy cięższe od drugiego), ale ich dokładne masy zależą od tego, jak daleko znajdują się od Ziemi. To trochę tak, jak zmienia się powiększenie, gdy trzymasz szkło powiększające nad stroną i przesuwasz je w górę i w dół.
Określenie stosunku mas jest łatwe – powiedział David Bennett z Uniwersytetu Maryland i NASA Goddard, który jest współautorem artykułu i kierował oryginalnymi badaniami w 2011 roku. Znacznie trudniej jest obliczyć ich rzeczywiste masy.
Zespół dokonujący odkrycia w 2011 roku podejrzewał, że mikrosoczewkowane obiekty to albo gwiazda o masie około 20% masy naszego Słońca i planeta około 29 razy cięższa od Ziemi, albo bliższa „zbłąkana” planeta o masie około czterech razy większej od masy Jowisza z księżycem mniejszym do Ziemi.
Aby ustalić, które wyjaśnienie jest bardziej prawdopodobne, astronomowie przeszukali dane z Obserwatorium Kecka na Hawajach i satelity Gaia. Gdyby ta para była zbuntowaną planetą i księżycem, byłyby one niewidoczne – ciemne obiekty zagubione w atramentowej pustce kosmosu. Naukowcy mogliby jednak być w stanie zidentyfikować gwiazdę, gdyby alternatywne wyjaśnienie było poprawne (chociaż orbitująca planeta byłaby zbyt słaba, aby ją zobaczyć).
Znaleźli silnie podejrzaną gwiazdę znajdującą się w odległości około 24 000 lat świetlnych, co plasuje ją w zgrubieniu centralnym Drogi Mlecznej – centralnym ośrodku, w którym gwiazdy są gęściej upakowane. Porównując położenie gwiazdy w 2011 i 2021 roku, zespół obliczył jej dużą prędkość.
Ale to tylko jej ruch 2D; jeśli porusza się również w naszym kierunku lub oddala się od nas, musi poruszać się jeszcze szybciej. Jej rzeczywista prędkość może być nawet wystarczająco duża, aby przekroczyć prędkość ucieczki z Galaktyki wynoszącą nieco ponad 600 km/s. Jeśli tak, to ten układ planetarny jest skazany na przemierzanie w przyszłości przestrzeni międzygalaktycznej przez wiele milionów lat.
Aby mieć pewność, że nowo zidentyfikowana gwiazda jest częścią układu, który wywołał sygnał w 2011 roku, chcielibyśmy przyjrzeć się jej ponownie za rok, aby sprawdzić, czy porusza się w odpowiednim kierunku, aby potwierdzić, że pochodzi z punktu, w którym wykryliśmy sygnał – powiedział Bennett.
Jeśli obserwacje w wysokiej rozdzielczości wykażą, że gwiazda po prostu pozostaje w tej samej pozycji, wówczas możemy z całą pewnością stwierdzić, że nie jest ona częścią układu, który wywołał sygnał – powiedziała Aparna Bhattacharya z Uniwersytetu Maryland i NASA Goddard, która jest współautorką artykułu. Oznaczałoby to, że faworyzowany jest model zbuntowanej planety i egzoksiężyca.
Przyszły Kosmiczny Teleskop Nancy Grace Roman pomoże nam dowiedzieć się, jak często planety krążą wokół tak szybkich gwiazd i może dostarczyć wskazówek na temat tego, jak te układy są przyspieszane. Misja przeprowadzi badania galaktycznego zgrubienia, łącząc duży widok przestrzeni z wyraźną rozdzielczością.
W tym przypadku użyliśmy MOA ze względu na jego szerokie pole widzenia, a następnie Kecka i Gaia ze względu na ich ostrzejszą rozdzielczość, ale dzięki potężnemu polu widzenia teleskopu Roman i zaplanowanej strategii badań, nie będziemy musieli polegać na dodatkowych teleskopach – powiedział Terry. Roman zrobi to wszystko.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
