Naukowcy zaobserwowali układ planetarny poruszający się niezwykle szybko

Naukowcy być może odkryli nowy układ planetarny poruszający się z niezwykłą prędkością przez centrum Drogi Mlecznej. Jeśli zostanie to potwierdzone, gwiazda i orbitująca planeta ustanowią nowy rekord dla najszybciej poruszającego się systemu egzoplanetarnego.

Uważa się, że układ planetarny porusza się z prędkością co najmniej 540 kilometrów na sekundę, prawie dwukrotnie więcej niż nasz Układu Słonecznego. Badanie przeprowadzone przez naukowców z NASA, zostało opublikowane w czasopiśmie The Astronomical Journal.

„Uważamy, że jest to tak zwana planeta typu super-Neptun, która krąży wokół gwiazdy o niskiej masie w odległości, która leżałaby między orbitami Wenus i Ziemi, gdyby znajdował się w naszym Układzie Słonecznym. Jeśli potwierdzimy odkrycie, będzie to pierwsza planeta kiedykolwiek znaleziona na orbicie gwiazdy hiperprędkości” – mówi Sean Terry z NASA.

Ten mały układ planetarny został po raz pierwszy dostrzeżony pośrednio w 2011 roku poprzez przypadek. Naukowcy analizowali zarchiwizowane dane z MOA (Microlensing Observations in Astrophysics) – projektu skupiającego się na badaniu mikrosoczewkowania przeprowadzonego przy użyciu Mount John Observatory Uniwersytetu Canterbury w Nowej Zelandii – w poszukiwaniu sygnałów świetlnych, które zdradzałyby obecność egzoplanet – planet poza Układem Słonecznym.

Mikrosoczewkowanie występuje, ponieważ obecność masy wypacza strukturę czasoprzestrzeni. Za każdym razem, gdy interweniujący obiekt wydaje się dryfować w pobliżu gwiazdy tła, światło z niej zakrzywia się, gdy podróżuje przez wypaczoną czasoprzestrzeń wokół bliższego obiektu. Jeśli wyrównanie jest szczególnie bliskie, zniekształcenie wokół obiektu może działać jak naturalna soczewka, wzmacniając światło z gwiazdy tła.

W tym przypadku sygnały mikrosoczewkowania ujawniły parę ciał niebieskich. Astronomowie określili ich względne masy (jedna jest około 2300 razy cięższa od drugiej), ale ich dokładne masy, jak opisują badacze, zależą od tego, jak daleko znajdują się od Ziemi.

„To trochę tak, jak zmienia się powiększenie, gdy trzymasz lupę nad obiektem i przesuwasz ją w górę i w dół. Przez co określenie stosunku mas nie jest łatwe, jak i wskazanie rzeczywistych mas każdego z ciał systemu” – podkreśla David Bennett z NASA.

Badacze początkowo podejrzewali, że odkryte obiekty to albo gwiazda o masie około 20 procent masy Słońca i planeta około 29 razy cięższa od Ziemi, albo znajdująca się bliżej samotna planeta (zwarty obiekt o masie planetarnej, który nie jest związany grawitacyjnie z żadną gwiazdą czy brązowym karłem.) o masie około cztery razy większej od Jowisza z księżycem mniejszym od Ziemi.

Aby ustalić, które wyjaśnienie jest bardziej prawdopodobne, astronomowie przeszukali dane z Obserwatorium Kecka na Hawajach i satelity ESA Gaia. Gdyby ta para była planetą i księżycem, byłyby one niewidoczne – ponieważ byłyby to ciemne obiekty zagubione pustce kosmosu. Jednak naukowcy mogliby być w stanie zidentyfikować gwiazdę, gdyby alternatywne wyjaśnienie było poprawne (chociaż orbitująca planeta byłaby zbyt słaba, aby ją zobaczyć).

Znaleźli gwiazdę znajdującą się w odległości około 24 tysięcy lat świetlnych, co plasuje ją w galaktycznym wybrzuszeniu Drogi Mlecznej – centralnym ośrodku, w którym gwiazdy znajdują się bliżej siebie. Porównując położenie gwiazdy w 2011 i 2021 roku, badacze obliczyli jej prędkość.

Jednak jak tłumaczą naukowcy uchwycono tylko ruch 2D – jeśli układ planetarny porusza się również w kierunku Ziemi lub w przeciwnym, to może to robić jeszcze szybciej. Jego rzeczywista prędkość może być nawet wystarczająco duża, aby przekroczyć prędkość ucieczki galaktyki, która wynosi około 600 kilometrów na sekundę. Jeśli tak, układ planetarny jest skazany na przemierzanie przestrzeni międzygalaktycznej przez wiele milionów lat w przyszłości.

„Aby mieć pewność, że nowo zidentyfikowana gwiazda jest częścią systemu, który został wykryty w 2011 roku, chcielibyśmy przyjrzeć się jej ponownie za rok i sprawdzić, czy porusza się w odpowiednim stopniu i we właściwym kierunku, aby potwierdzić, że pochodzi z punktu, w którym wykryliśmy sygnał” – podsumowuje Bennett.

Emil Gołoś