Можливо, астрономи виявили худу зірку, що мчить через середину нашої галактики з планетою на буксирі. Якщо це підтвердиться, пара встановить новий рекорд найшвидшої системи екзопланет, що майже вдвічі перевищує швидкість нашої Сонячної системи через Чумацький Шлях. Вважається, що планетна система рухається щонайменше 1,2 мільйона миль на годину, або 540 кілометрів на секунду.
«Ми вважаємо, що це так званий світ супер-Нептуна, який обертається навколо зірки малої маси на відстані, яка лежала б між орбітами Венери та Землі, якби вона була в нашій Сонячній системі», — сказав Шон Террі, докторант з Університету Меріленда, Коледж-Парк і Центру космічних польотів імені Годдарда NASA в Грінбелті, штат Меріленд. Оскільки зірка настільки слабка, вона знаходиться далеко за межами її зони життя. «Якщо так, то це буде перша планета, коли-небудь знайдена на орбіті гіпершвидкісної зірки».
Стаття з описом результатів під керівництвом Террі була опублікована в The Astronomical Journal.
Зірка в русі
Пару об’єктів вперше помітили опосередковано в 2011 році завдяки випадковому вирівнюванню. Команда вчених проаналізувала архівні дані MOA (Спостереження мікролінз в астрофізиці) — спільного проекту, зосередженого на дослідженні мікролінз, проведеному за допомогою обсерваторії Маунт-Джон Кентерберійського університету в Новій Зеландії — у пошуках світлових сигналів, які видають наявність екзопланет або планет за межами нашої Сонячної системи.
Мікролінзування виникає тому, що наявність маси деформує тканину простору-часу. Кожного разу, коли проміжний об’єкт здається дрейфуючим поблизу фонової зірки, світло від зірки вигинається, подорожуючи крізь викривлений простір-час навколо найближчого об’єкта. Якщо вирівнювання особливо близько, викривлення навколо об’єкта може діяти як природна лінза, посилюючи світло фонової зірки.
У цьому випадку сигнали мікролінзування виявили пару небесних тіл. Вчені визначили їх відносну масу (один приблизно у 2300 разів важчий за інший), але їх точна маса залежить від того, на якій відстані вони знаходяться від Землі. Це приблизно так, як змінюється збільшення, якщо ви тримаєте лупу над сторінкою та рухаєте її вгору та вниз.
«Визначити відношення маси легко, — сказав Девід Беннетт, старший науковий співробітник Університету Меріленда, Коледж-Парку та НАСА Годдард, який є співавтором нової статті та керував оригінальним дослідженням у 2011 році. — Набагато складніше обчислити їхню фактичну масу».
Команда дослідників у 2011 році підозрювала, що об’єкти з мікролінзами були або зіркою приблизно на 20 відсотків масивнішою за наше Сонце та планетою приблизно у 29 разів важчою за Землю, або ближчою «негідною» планетою, яка приблизно в чотири рази перевищує масу Юпітера з супутником, меншим за Землю.
Щоб з’ясувати, яке пояснення є більш вірогідним, астрономи перевірили дані обсерваторії Кека на Гаваях і супутника Gaia Європейського космічного агентства (ESA). Якби ця пара була планетою-шахраєм і місяцем, вони були б фактично невидимими — темними об’єктами, загубленими в чорнильній порожнечі космосу. Але вчені могли б ідентифікувати зірку, якби альтернативне пояснення було правильним (хоча орбітальна планета була б занадто слабкою, щоб її побачити). Вони знайшли серйозну підозрювану на відстані приблизно 24 000 світлових років, помістивши її в галактичний балдж Чумацького Шляху — центральний центр, де зірки розташовані щільніше. Порівнюючи розташування зірки у 2011 і 2021 роках, команда розрахувала її високу швидкість.
Але це лише його двовимірний рух; якщо він також рухається до нас або від нас, він має рухатися ще швидше. Його справжня швидкість може бути навіть достатньо високою, щоб перевищити швидкість відходу галактики трохи більше 1,3 мільйона миль на годину, або приблизно 600 кілометрів на секунду. Якщо так, планетарній системі судилося перетнути міжгалактичний простір через багато мільйонів років у майбутньому.
«Щоб бути впевненими, що нещодавно ідентифікована зірка є частиною системи, яка спричинила сигнал 2011 року, ми хотіли б переглянути ще раз через рік і перевірити, чи вона рухається правильною величиною та в правильному напрямку, щоб підтвердити, що вона походить із точки, де ми виявили сигнал», — сказав Беннетт.
«Якщо спостереження з високою роздільною здатністю показують, що зірка просто залишається в тому ж положенні, тоді ми можемо точно сказати, що вона не є частиною системи, яка викликала сигнал», — сказав Апарна Бхаттачарія, науковий співробітник Університету Меріленда, Коледж-Парк і НАСА Годдард, який є співавтором нової статті. «Це означало б, що модель планети-ізгоя та екзомісяця є перевагою».
Майбутній Римський космічний телескоп імені Ненсі Грейс допоможе нам дізнатися, наскільки часто планети знаходяться навколо таких швидких зірок, і може дати ключ до того, як ці системи прискорюються. Місія проведе огляд галактичного балджа, поєднавши великий вид космосу з чіткою роздільною здатністю.
«У цьому випадку ми використовували MOA для його широкого поля зору, а потім продовжили роботу з Кеком і Гаєю для їх чіткішої роздільної здатності, але завдяки потужному огляду Романа та запланованій стратегії огляду нам не потрібно буде покладатися на додаткові телескопи», — сказав Террі. — Роман все зробить.
