Jak zakrzywienie światła ujawnia niewidoczne światy?
Najważniejsze w tym kontekście okazało się zjawisko mikrosoczewkowania grawitacyjnego, swego rodzaju kosmiczna iluzja optyczna. Gdy masywny obiekt, taki jak planeta, przechodzi dokładnie między nami a odległą gwiazdą, jego grawitacja zakrzywia i skupia światło tej gwiazdy, działając jak gigantyczna soczewka. Dzięki temu gwiazda na krótko, często na kilka lub kilkanaście godzin, staje się wyraźnie jaśniejsza. Właśnie takie krótkotrwałe pojaśnienie, oznaczone jako KMT-2024-BLG-0792, zarejestrowały w maju 2024 roku teleskopy koreańskiej sieci KMTNet oraz polski projekt OGLE. Same obserwacje zjawiska to jednak za mało. Mikrosoczewkowanie pozwala wykryć obecność obiektu, ale nie odróżnić, czy to mała, ciemna gwiazda, brązowy karzeł, czy właśnie samotna planeta. Aby to rozstrzygnąć, potrzebna była dodatkowa, kluczowa porcja danych.
Czytaj też: Tajemniczy obiekt krążył miesiącami blisko Ziemi. Astronomowie odkryli planetoidę ukrytą w blasku Słońca
Przełom nastąpił dzięki obserwacjom z kosmosu. Europejski satelita Gaia, krążący około 1,5 miliona kilometrów od Ziemi, przyglądał się temu samemu fragmentowi nieba. Dzięki temu, że patrzył na zjawisko z innego punktu niż teleskopy naziemne, naukowcy mogli dokonać pomiaru paralaksy. Ta kosmiczna triangulacja, czyli porównanie danych z Gai i z obserwatoriów w Chile, Afryce Południowej i Australii, pozwoliła na precyzyjne wyznaczenie zarówno odległości, jak i masy obiektu. Wyniki, opublikowane w czasopiśmie Science, są fascynujące. Odkryta planeta swobodna ma masę około 22% masy Jowisza, czyli porównywalną z Saturnem (około 70 mas Ziemi). Dryfuje ona samotnie niemal 10 000 lat świetlnych od nas, w kierunku centrum Drogi Mlecznej. W promieniu ponad 20 jednostek astronomicznych od niej nie ma żadnej gwiazdy. To prawdziwy międzygwiezdny wędrowiec.
Polski wkład w odkrycie dekady
W tym osiągnięciu nie do przecenienia była rola polskich astronomów. Zespół z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego, prowadzący projekt OGLE i zaangażowany w program Gaia Science Alerts, był jednym z pierwszych, który wychwycił to ulotne zjawisko. Polski teleskop w obserwatorium Las Campanas w Chile od lat systematycznie przeczesuje centrum Galaktyki w poszukiwaniu takich kosmicznych migawek.
Czytaj też: Trwa inwazja międzygwiezdnych obiektów w Układzie Słonecznych. 3l/ATLAS to dopiero początek
Odkrycie i bezpośrednie wyznaczenie masy planety swobodnej stanowi przełom w dziedzinie badania planet pozasłonecznych. To pierwsza w pełni udokumentowana detekcja zupełnie nowej kategorii tych obiektów. Ich badania są niezbędne do pełnego zrozumienia powstawania i ewolucji pozasłonecznych układów planetarnych. To odkrycie dekady, porównywalne z odkryciem pierwszych udokumentowanych planet pozasłonecznych w latach 90. ubiegłego wieku – podkreśla Andrzej Udalski z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego
Przemysław Mróz zwraca uwagę na jeszcze jeden ciekawy aspekt. Wcześniejsze, mniej precyzyjne szacunki wskazywały, iż większość samotnych planet to gazowe olbrzymy. Tymczasem nowo odkryty obiekt, o masie Saturna, oraz inne badania sugerują, że dominować mogą jednak planety o mniejszych masach. To zmienia nieco nasze wyobrażenie o tej populacji. Odkrycie jest bez wątpienia milowym krokiem. Po raz pierwszy mamy solidne, udokumentowane dane na temat pojedynczej planety swobodnej. Metoda, choć genialna, wciąż jest niezwykle wymagająca, ponieważ wymaga idealnego zgrania w czasie i przestrzeni oraz szczęścia. Pojedyncze przypadki nie powiedzą nam jeszcze, czy takie samotne światy są powszechne, czy raczej wyjątkowe. Sam planeta najprawdopodobniej narodziła się w typowym układzie planetarnym, skąd została później wyrzucona.