Nie wszystkie planety krążą wokół gwiazd. Analiza obserwacji aż 50 milionów gwiazd przeprowadzona w roku 2011 wskazała, że raz na jakiś czas coś przesłania światło wielu gwiazd pozbawionych planet. Astronomowie uważają, że takie przesłonięcia wywołują planety swobodne, inaczej zwane samotnymi, znajdujące się poza układami planetarnymi – w przestrzeni międzygwiezdnej.

Badania takie prowadzili polscy naukowcy. W 2017 roku astronomowie z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego przeprowadzili badania sześciokrotnie większej liczby gwiazd niż ich poprzednicy. Oszacowali, że na każde cztery gwiazdy w naszej Galaktyce powinna przypadać jedna samotna planeta.

Trudno jednak tak obiekt zaobserwować. Planety swobodne unoszą się w przestrzeni kosmicznej z dala od gwiazd i nie dobiega do nas odbite od nich światło. Można jednak takie planety wykryć dzięki ich ciepłu. Jądra skalistych planet ogrzewane są bowiem przez rozpad promieniotwórczych pierwiastków. Gazowe olbrzymy rozgrzewa zaś promieniowanie, gdy ich grawitacja ściska wodór i hel wchodzące w ich skład. Np. Jowisz produkuje w ten sposób tyle samo energii, co sam otrzymuje ze Słońca.

Dziś znanych jest kilkanaście samotnych planet. Najbliższa z nich, WISE 0855−0714, znajduje się w odległości 7 lat świetlnych od Ziemi.

Samotne planet mogą mieć księżyce

– Szczerze mówiąc, nie poszukiwaliśmy księżyców. Badaliśmy zmiany jasności samotnych planet, żeby stwierdzić, czy można na nich wykryć chmury – mówi Mary Anne Limbach z uniwersytetu w Teksasie.

Jej zespół prowadził obliczenia, czy na tarczach takich samotnie mknących przez kosmos planet można by wykryć jakiekolwiek zmiany. Z obliczeń wynikało, że promieniowanie takiej planety powinno być wystarczająco silne, by móc je obserwować.

Potem badacze przyjrzeli się obserwacjom wykonanym przez teleskop Spitzera. Ku swojemu (zapewne przyjemnemu) zaskoczeniu, znaleźli ślady wskazujące na obecność księżyca w znanym już wcześniej systemie takich dwóch planet.

2MASS J1119-1137 AB to układ dwóch gazowych olbrzymów o masie około czterech mas Jowisza każdy. Odległy od Ziemi o około 80-90 lat świetlnych, pokonuje kosmos niezwiązany z żadną gwiazdą.

Na powierzchni księżyca wokół planety bez gwiazdy może istnieć ciekła woda

Badacze zastrzegają, że ich odkrycie musi zostać jeszcze potwierdzone. Jeśli księżyc rzeczywiście istnieje, ma masę około 1,7 masy Ziemi. Obiega jedną z dwóch planet układu, której masę oszacowano na 3,7 do 9,2 mas Jowisza (górny zakres masy jest nieco wyższy niż szacunki badaczy, którzy odkryli ten układ).

– Na niebie tego księżyca jego planeta byłaby dziesięć do dwudziestu razy większa niż Księżyc na naszym niebie. Byłaby olbrzymim, jarzącym się bursztynowym blaskiem dyskiem – mówi Limbach. Dysk drugiej planety z pary byłby już znacznie mniejszy i ciemniejszy.

Do powierzchni takiego księżyca dobiegałoby z planety mniej więcej tyle promieniowania, ile do Ziemi dobiega ze Słońca. Choć byłoby to promieniowanie głównie w zakresie podczerwonym, byłoby go wystarczająco dużo, by mogła tam istnieć ciekła woda.

Astronomowie zamierzają przeprowadzić więcej obserwacji tego układu – i ewentualnego księżyca – za pomocą naziemnych teleskopów. Mają też nadzieję, że uda się to zrobić im za pomocą teleskopu Webba, który ma trafić na orbitę w grudniu tego roku. Jego zwierciadło będzie na tyle duże, że pozwoli nawet badać atmosfery odległych planet.

Źródło: The Astrophysical Journal Letters.