Skupina raziskovalcev na Univerzi v Oklahomi je odkrila 'telesa planetarne mase' zunaj Rimske ceste. Odkrili so jih v eni galaksiji z gravitacijskimi lečami in v eni kopici galaksij z gravitacijskimi lečami s tehniko, imenovano kvazar mikro-lečiranje. Po mnenju raziskovalcev so planetarni množični objekti bodisi planeti bodisi primordialne črne luknje.
Ta odkrivanja sta druga in tretja te vrste. Prvi se je zgodilo leta 2018 ki vključuje nekatere iste raziskovalce. Trenutno ni načina za neposredno odkrivanje takšnih predmetov in ni načina za razlikovanje med planeti in majhnimi črnimi luknjami.
'Odkrivanje predmetov z maso planetov, bodisi prosto plavajočih planetov ali primordialnih črnih lukenj, je izjemno dragoceno za modeliranje nastajanja zvezd/planetov ali zgodnjega vesolja,' je povedal glavni avtor Dai v izjava za javnost . 'Tudi brez razgradnje obeh populacij je naša meja primordialne populacije črnih lukenj že nekaj redov velikosti pod prejšnjimi mejami v tem masnem območju.'
Nov dokument, ki opisuje te ugotovitve, je naslovljen » Potrditev planetne mase objektov v ekstragalaktičnih sistemih .” Avtorji so Saloni Bhatiani, Xinyu Dai in Eduardo Guerras. Članek je objavljen v The Astrophysical Journal.
V zadnjih nekaj letih smo se veliko naučili o raznolikosti in relativni številčnosti planetov v naši galaksiji Rimska cesta. Kaj pa druge galaksije? Težko jih je raziskati na tej ravni podrobnosti, kar pomeni, da imamo zelo malo dokazov o zunajgalaktičnih planetih, le domneve. Toda nova tehnika, ki temelji na mikroleči kvazarja, nam daje več dokazov.
Prikaz mikroleče kvazarja. Mikrolenzirajoči objekt v galaksiji v ospredju je lahko zvezda (kot je prikazano), primordialna črna luknja ali kateri koli drug kompakten objekt. Zasluge: NASA/Jason Cowan (Astronomsko tehnološko središče).
Tehnika temelji na svetlobi oddaljenih svetlih aktivnih galaktičnih jeder (AGN) ali kvazarjev. Z uporabo te svetlobe so raziskovalci lahko preučili spekter v svetlobnih podpisih planetarnih teles. To jim je omogočilo, da 'omejejo delež teh objektov z maso planeta glede na galaktični halo.' Objekti predstavljajo približno 0,01 % celotne mase njihovih galaksij. Njihove mase segajo od Jupitra do Lunine mase in zagotavljajo najstrožje omejitve v tem masnem območju.
Oba sistema sta Q J0158-4325 in SDSS J1004+4112 .
Slika kvazarja iz vesoljskega teleskopa Hubble v leči galaksij SDSS J1004+4112. Odkrit je bil kot del raziskave Sloan Digital Sky Survey in je oddaljen približno 7 milijard svetlobnih let. Zasluge za slike: Evropska vesoljska agencija, NASA, Keren Sharon (Univerza Tel-Aviv) in Eran Ofek (CalTech)
Ti predmeti so gravitacijsko nevezani in po mnenju raziskovalcev so ena od dveh stvari: pokvarjeni prosto plavajoči planeti, ki so bili izvrženi ali raztreseni med nastankom zvezd in planetov; ali primordialne črne luknje. Kot pravijo raziskovalci v svojem prispevku, 'Naša analiza kaže, da so nevezani objekti z maso planeta univerzalni v galaksijah, in domnevamo, da so predmeti bodisi prosto plavajoči planeti bodisi primordialne črne luknje.'
»Signale lahko dosledno pridobivamo iz objektov planetne mase v oddaljenih galaksijah. To odpira novo okno v astrofiziki.'
Saloni Bhatiani, soraziskovalec in dr. študent na OU.
Ta študija kaže, da so predmeti planetarne mase verjetno univerzalni v galaksijah. Zagotavlja tudi prve omejitve mase za območje znotraj kopice galaksij. Za primordialne črne luknje so te meje nekaj redov velikosti pod prejšnjimi mejami. Kot pravijo v svojem prispevku: 'Astronomska temna snov planeta do zvezdnega obsega je znana tudi kot masivni kompaktni halo objekti (MACHO). Prej je bila omejena na manj kot 10 % celotne mase Rimske ceste.' Toda to delo to zmanjša na približno 0,01 % skupne mase njihovih galaksij gostiteljev.
'Zelo smo navdušeni nad odkritji v dveh novih sistemih,' je dejal dr. študent Saloni Bhatiani, ki je bil eden od raziskovalcev. »Signale lahko dosledno pridobivamo iz objektov planetne mase v oddaljenih galaksijah. To odpira novo okno v astrofiziki.'
Kot piše v prispevku, »številna gostota FFP-jev (prosto plavajočih planetov) ni odvisna samo od podrobnih procesov izmeta, temveč tudi od modelov nastajanja planetov. Primordialne črne luknje naj bi nastale v času inflacije iz kvantnih nihanj. Zato lahko ti objekti z maso planeta služijo bodisi kot sonda nastajanja zvezd/planetov in procesa razprševanja ali temeljne fizike v zelo zgodnjem vesolju v dobi inflacije.
To delo je torej presenetljivo, ker potrjuje obstoj planetarnih objektov, ko je bilo Vesolje za polovico mlajšo od zdaj.
Rentgenska slika sistema gravitacijskih leč SDSS J1004+4112, ki jo je posnel NASA-in rentgenski observatorij Chandra; osrednja rdeča razširjena emisija je iz vročega plina v kopici galaksij z lečami v ospredju, štirje viri modrih točk pa so leče slike kvazarja v ozadju. Kredit slike: Univerza v Oklahomi.
Podatki, ki podpirajo to delo, so prišli iz NASA-jevega rentgenskega observatorija Chandra. Opazovalni dokazi za te objekte z maso planeta so bili izpeljani iz signalov mikrolenziranja, ki se pojavijo kot premiki v rentgenski emisijski liniji kvazarja. Te opazovalne meritve so bile usklajene s simulacijami mikrolečenja, ki so bile izračunane v OU Supercomputing Center for Education and Research.
Primordialne črne luknje so nastale v zgodnjem vesolju. Večinoma so hipotetični in če obstajajo, so nastali v prvi sekundi po velikem poku. Takrat je bilo vesolje grudasto in ne homogeno, in astronomi menijo, da bi se nekatera gosta, vroča območja lahko zrušila v črne luknje.
Nekaj časa so znanstveniki, vključno s pokojnim Stephenom Hawkingom, mislili, da bi lahko bila temna snov primordialne črne luknje. Toda zdi se, da je bila ta teorija položena v posteljo 2019 papir .
Več:
- Izjava za javnost: Raziskovalna skupina OU potrdi objekte z maso planeta v ekstragalaktičnih sistemih
- Raziskovalna naloga: Potrditev planetne mase objektov v ekstragalaktičnih sistemih
- Vesolje danes: Zdaj vemo, da temna snov niso primordialne črne luknje