Kluczową rolę w tym przełomie odegrali polscy naukowcy z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego. Ich praca przygotowana wraz z międzynarodowym zespołem naukowców, pozwoliła po raz pierwszy precyzyjnie określić masę planety, która nie krąży wokół żadnej gwiazdy. Szczegóły badań opublikowano 1 stycznia w periodyku Science. Wielu porównuje wagę tego odkrycia do momentu, gdy w latach 90. po raz pierwszy potwierdzono istnienie planet poza naszym Układem Słonecznym. Różnica jest jednak zasadnicza – tamte obiegały swoje słońca, podczas gdy ta jest absolutnie samotna.
Unikalna synchronizacja obserwacji pozwoliła zmierzyć masę
Wszystko rozegrało się 3 maja 2024 roku. Dwa naziemne teleskopy, koreańska sieć KMTNet i instrument projektu OGLE w Chile, zarejestrowały krótkie, charakterystyczne pojaśnienie odległej gwiazdy. Niemal w tym samym czasie to samo zjawisko zauważył satelita Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej, znajdujący się około 1,5 miliona kilometrów od Ziemi. Ta równoczesna obserwacja z tak odległych od siebie punktów była kluczem do sukcesu.
Czytaj także: Skąd się mogą brać podwójne swobodne egzoplanety? Takie obiekty nie powinny w ogóle istnieć
Zarejestrowane zjawisko to tak zwane mikrosoczewkowanie grawitacyjne. To jedyna metoda, która pozwala „zobaczyć” ciemne, niewidoczne obiekty w kosmosie. Gdy taki obiekt przechodzi dokładnie przed odległą gwiazdą, jego grawitacja zakrzywia i wzmacnia jej światło jak soczewka. Dzięki różnicy czasu, z jaką to zjawisko zarejestrowano z Ziemi i z satelity Gaia (około dwóch godzin), naukowcy mogli obliczyć tzw. paralaksę mikrosoczewkową. To z kolei dało im precyzyjne dane na temat odległości i, co najważniejsze, masy obiektu. Okazało się, że ta samotna planeta ma masę około 0,22 masy Jowisza, co przekłada się na mniej więcej 70 mas Ziemi.
Samotnych wędrowców może być więcej niż gwiazd z planetami
To odkrycie potwierdza wcześniejsze przypuszczenia polskich astronomów. Już w 2017 roku zespół projektu OGLE, po latach obserwacji dziesiątek milionów gwiazd, zasugerował, że drogę Mleczną może przemierzać ogromna liczba samotnych, małomasywnych planet. Dotychczasowe teorie skłaniały się ku temu, że większość takich swobodnych obiektów to gazowe olbrzymy, ale dane z OGLE wskazywały na coś zupełnie innego.
Obecne, twarde potwierdzenie istnienia takiej planety zmienia perspektywę. Niektóre szacunki sugerują, że tych samotnych wędrowców w galaktyce może być nawet więcej niż planet krążących wokół gwiazd. To rewolucja w myśleniu. Przez dekady koncentrowaliśmy się na badaniu układów planetarnych, traktując je jako jedyny prawidłowy model. Tymczasem okazuje się, że przestrzeń międzygwiezdna może być pełna niezauważalnych gołym okiem światów. Zrozumienie ich pochodzenia jest kluczowe. Część z nich prawdopodobnie została gwałtownie wyrzucona z młodych, niestabilnych układów planetarnych. Inna hipoteza mówi, że mogły powstać samodzielnie, bez udziału gwiazdy macierzystej. Każdy z tych scenariuszy znacząco wpływa na nasze teorie o formowaniu się planet.
Nowa generacja teleskopów rozpocznie systematyczne polowanie
Potwierdzenie istnienia planety swobodnej to dopiero pierwszy krok. W najbliższych latach astronomia skupi się na ich systematycznym wykrywaniu. Już w tym roku NASA ma wystrzelić kosmiczny teleskop Nancy Grace Roman, dla którego jednym z priorytetowych zadań będzie właśnie polowanie na tego typu obiekty. Dołączyć ma do niego około 2028 roku dedykowany chiński satelita.
Czytaj także: Astronomowie poszukiwali małych planet swobodnych. Odkryli jednak coś zaskakującego
Te misje pozwolą przejść od pojedynczych, spektakularnych odkryć do metodologicznych badań statystycznych. Dzięki nim poznamy prawdziwą skalę zjawiska, rozkład mas tych planet oraz miejsca, w których najczęściej się znajdują. To właśnie te dane mogą całkowicie zmienić nasze rozumienie procesów rządzących ewolucją młodych układów planetarnych i architekturą galaktyki. Choć entuzjazm jest zrozumiały, warto pamiętać, że to dopiero początek długiej drogi. Naukowcy spodziewają się, że w ciągu najbliższych lat katalog takich samotnych światów powiększy się o setki, a może tysiące pozycji. Każda z nich będzie kolejną cegiełką w budowaniu pełniejszego obrazu naszego kosmicznego sąsiedztwa.