Pomocí gravitační mikročočky objeveny planety v jiné galaxii

Skupina astrofyziků z University of Oklahoma (UO) objevila jako první populaci planet za hranicemi naší Galaxie (Mléčné dráhy). Využili k tomu tzv. efekt mikročočky, což je astronomický úkaz a jediný známý způsob mezi ostatními metodami objevování exoplanet, který umožňuje objevit planety v opravdu velkých vzdálenostech od Země. Vědci z University of Oklahoma tak byli schopni ve vzdálené galaxii detekovat objekty, jejichž hmotnosti se pohybovaly v rozpětí od Měsíce po planetu Jupiter.

Xinyu Dai, professor na Homer L. Dodge Department of Physics and Astronomy, UO College of Arts and Sciences a vědecký pracovník UO Eduardo Guerras objevili planety na základě zpracování dat z rentgenové kosmické observatoře Chandra X-ray Observatory (NASA), což je vesmírná observatoř řízená ze Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO).

„Jsme tímto objevem velmi nadšeni. Je to vůbec poprvé, co někdo objevil planety za hranicemi naší Galaxie,“ říká Xinyu Dai. „Tyto malé planety jsou nejlepšími kandidáty na vysvětlení toho, co jsme pozorovali během našeho výzkumu při použití techniky gravitační mikročočky. Analyzovali jsme signály o vysokých frekvencích na základě modelování dat k určení hmotnosti těles.“

Zatímco planety jsou poměrně často objevovány pomocí gravitační mikročočky v naší Galaxii, gravitační efekt stejně malých objektů může rovněž vést k zesílení signálu, který je ovlivňován v prostředí vzdálené galaxie. Až do této studie jsme neměli k dispozici žádné důkazy existence planet v cizích galaxiích.

„Toto je ukázka toho, jak mohou být výkonné techniky analýzy extragalaktických mikročoček. Čočkující galaxie se nachází ve vzdálenosti 3,8 miliardy světelných roků od Země a není zde sebemenší možnost přímého pozorování planet, dokonce ani prostřednictvím nejlepších teleskopů, jaké si dokážeme představit ve své fantazii,“ říká Eduardo Guerras. „Nicméně jsme byli schopni je studovat a odhalit jejich přítomnost, a dokonce zjistit i jejich hmotnosti.“

Aby došlo k efektu tzv. mikročočky, musí se do jedné přímky seřadit dva objekty a pozorovatel. Bližší z objektů svou gravitací v souladu s teorií relativity zesílí světlo vzdálenějšího objektu. V případě mikročoček uvnitř naší Galaxie to mohou být například dvě hvězdy – pokud kolem bližší hvězdy krouží planety, projeví se to na výsledných změnách jasnosti vzdálenější stálice. Touto metodou bylo zatím objeveno 65 planet z celkového počtu 3 729 známých exoplanet.

Objektem podrobeným efektu mikročočky tentokrát nebyla vzdálená hvězda, ale kvasar s označením RXJ 1131-1231, který se nachází ve vzdálenosti 6 miliard světelných roků od Země a který se promítá do souhvězdí Poháru. V jeho srdci se nachází obří černá díra. Vědci zkoumali vlastnosti emisí záření poblíž horizontu událostí supermasivní černé díry a dospěli k závěru, že pozorované vlastnosti tohoto záření nejlépe vysvětluje přítomnost planet v bližší galaxii, která způsobuje efekt gravitační mikročočky. Objevené planety mají hmotnost Měsíce až Jupitera. Podle simulací tvoří volně plující planety 0,0001 % hmotnosti galaktického hala, což by znamenalo, že na jednu běžnou hvězdu připadá až 2 000 osamělých planet.

„Na základě mnohonásobného obrazu kvasaru vytvořeného mikročokující galaxií jsme byli schopni detekovat v bližší galaxii volně se pohybující objekty, jejichž hmotnosti se pohybovaly v rozmezí od Měsíce po planetu Jupiter,“ dodávají Xinyu Dai a Eduardo Guerras z University of Oklahoma. Modely tzv. mikročočkování byly počítány v superpočítačovém centru UO Supercomputing Center for Education and Research.

Zdroj: https://scitechdaily.com/quasar-microlensing-reveals-planets-in-extragalactic-galaxies/,
http://www.sci-news.com/astronomy/rogue-exoplanets-distant-galaxy-05691.html a http://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aaa5fb/meta

autor: František Martinek