Телескоп НАСА Nancy Grace Roman открыл группу планет-изгоев

Новое моделирование показывает, что космический телескоп НАСА Nancy Grace Roman Space Telescope сможет выявить мириады планет-изгоев — свободно плавающие тела, которые дрейфуют через нашу галактику, не привязанные к звезде. Изучение этих островных миров поможет нам лучше понять, как планетные системы формируются, развиваются и гибнут.

Астрономы открыли планеты за пределами нашей солнечной системы, известные как экзопланеты, в 1990-х годах. Мы быстро перешли от знания только о нашей планетной системе к пониманию того, что количество планет, вероятно, превышает количество сотен миллиардов звезд в нашей галактике. Теперь группа ученых ищет способы улучшить наше понимание демографии планеты, ища миры-изгои.

«Когда наш взгляд на Вселенную расширился, мы поняли, что наша Солнечная система может быть необычной», — сказал Самсон Джонсон, аспирант Университета штата Огайо в Колумбусе, который руководил исследовательской работой. «Nancy Grace Roman поможет нам узнать больше о том, как мы вписываемся в космическую систему, изучая планеты-изгои».

Результаты, опубликованные в Astronomical Journal, основаны на способности Nancy Grace Roman определять местонахождение и характеризовать изолированные планеты. Астрономы пока только ориентировочно открыли некоторые из этих кочевых миров, потому что их очень трудно обнаружить.

Поиск галактических кочевников

Nancy Grace Roman найдет планеты-изгои, проведя большое исследование с помощью микролинзирования. Гравитационное линзирование — это эффект наблюдения, который возникает из-за того, что присутствие массы искажает ткань пространства-времени. Эффект чрезвычайно велик вокруг очень массивных объектов, таких как черные дыры и целые галактики. Даже одиночные планеты вызывают заметную степень деформации, называемую микролинзированием.

Если планета-изгой вплотную приблизится к более далекой от нашей точки зрения звезде, свет звезды будет искривляться при движении в искривленном пространстве-времени вокруг планеты. В результате планета действует как естественное увеличительное стекло, усиливая свет от звезды на заднем плане. Астрономы рассматривают этот эффект как всплеск яркости звезды по мере того, как звезда и планета проходят по одной линии наблюдения. Измерение того, как пик меняется с течением времени, дает ключ к разгадке массы планеты-изгоя.

«Сигнал микролинзирования с планеты-изгоя длится всего от нескольких часов до пары дней, а затем исчезает навсегда», — сказал соавтор Мэтью Пенни, доцент кафедры физики и астрономии Университета штата Луизиана в Батон-Руж. «Это затрудняет наблюдение с Земли даже в несколько телескопов. Nancy Grace Roman меняет правила игры в поисках планет-изгоев».

Микролинзирование предлагает лучший способ систематического поиска планет-изгоев, особенно с малой массой. Они не светятся, как звезды, и часто представляют собой очень холодные объекты, излучающие слишком мало тепла, чтобы их могли увидеть инфракрасные телескопы. Эти бродячие миры по существу невидимы, но Nancy Grace Roman откроет их косвенно, благодаря их гравитационному воздействию на свет более далеких звезд.

Уроки космических кораблекрушений

Джонсон и соавторы показали, что Nancy Grace Roman сможет обнаруживать планеты-изгои с массой не меньше Марса. Изучение этих планет поможет сузить число конкурирующих моделей планетарного образования.

Процесс строительства планеты может быть хаотичным, поскольку более мелкие объекты сталкиваются друг с другом, а иногда слипаются, образуя более крупные тела. Это похоже на использование пластилина, чтобы подбирать другие кусочки. Но иногда столкновения и близкие столкновения могут быть настолько сильными, что они выбрасывают планету из гравитационного поля ее родительской звезды. Если ему не удастся увлечь за собой луну, только что осиротевший мир обречен бродить по галактике в одиночку.

Планеты-изгои также могут образовываться изолированно от облаков газа и пыли, подобно тому, как растут звезды. Небольшое облако газа и пыли могло коллапсировать, образуя центральную планету вместо звезды с лунами вместо планет, окружающих ее.

Nancy Grace Roman будет тестировать модели формирования и эволюции планет, которые предсказывают разное количество этих изолированных миров. Определение количества и массы планет-изгоев поможет понять физику, которая движет их формированием. Исследовательская группа обнаружила, что миссия предоставит количество планет-изгоев, которое как минимум в 10 раз точнее, чем текущие оценки, которые в нашей галактике варьируются от десятков миллиардов до триллионов. Эти оценки в основном основаны на наблюдениях с помощью наземных телескопов.

Поскольку Nancy Grace Roman будет наблюдать над атмосферой, почти в миллионе миль от Земли в направлении, противоположном Солнцу, это даст гораздо лучшие результаты микролинзирования. Помимо более резкого обзора, перспектива Nancy Grace Roman позволит ему смотреть на один и тот же участок неба непрерывно в течение нескольких месяцев. Джонсон и его коллеги показали, что обзор Nancy Grace Roman с помощью микролинзирования обнаружит сотни планет-изгоев, даже если он будет исследовать только относительно узкую полосу галактики.

Часть исследования включала определение того, как анализировать будущие данные миссии, чтобы получить более точную перепись. Ученые смогут экстраполировать подсчет планет-изгоев Nancy Grace Roman, чтобы оценить, насколько распространены эти объекты по всей галактике.

«Вселенная вероятно изобилует планетами-изгоями, а мы даже не догадываемся об этом», — сказал Скотт Гауди, профессор астрономии в Университете штата Огайо и соавтор статьи. «Мы никогда не узнаем об этом, если не проведем тщательное исследование с помощью космического микролинзирования, как это собирается сделать Nancy Grace Roman».

Космический телескоп Nancy Grace Roman управляется в Годдарде при участии Лаборатории реактивного движения НАСА и Калифорнийского технологического института / IPAC в Пасадене, Научного института космического телескопа в Балтиморе и научной группы, состоящей из ученых из исследовательских институтов Соединенных Штатов.

Юрий Карапетян
Я принимаю заказы на услуги копирайтинга в режиме 24/7, работаю быстро, с соблюдением заранее оговоренных сроков, без потери качества. Звоните или пишите (Tlegram, WhatsApp, Viber) — +380978813716

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *