Gravitační čočka odhaluje „ledovou zemi“ 13 000 světelných let

Astronomové objevili „ledovou kouli“ obíhající kolem 13 000 světelných let daleko. Několik očí na obloze odhalilo některá tajemství tohoto světa.

Kosmická sonda NASA Kepler ukradne v dnešní době většinu bouřek exoplanetu za bohatý katalog planetárních objevů. Ale mimo dosah Keplerů jsou planety, jako je OGLE-2016-BLG-1195Lb, iceball Earth vzdálená více než 13 000 světelných let, ve stejné vzdálenosti od své hvězdy, jako jsme od našeho Slunce.

OGLE je zkratka pro Optical Gravitational Lensing Experiment, pozemní dalekohled v poušti Atacama provozovaný Varšavskou univerzitou v Polsku, který se věnuje hledání a sledování událostí microlensingu, jevu gravitačních čoček, který se vyskytuje na malé, dokonce planetě měřítka velikosti.

V případě microlensing prochází hvězda v popředí přímo před hvězdou v pozadí. Světlo hvězdy v pozadí se ohýbá kolem hvězdy v popředí, která gravitačním způsobem rozptyluje a zvětšuje hvězdné světlo. Pokud planeta obíhá kolem hvězdy v popředí, opustí také svou vlastní značku na světle hvězdy v pozadí (přesný tvar výkyvu ve světelné křivce často vypadá docela složitě, v závislosti na povaze systému).
NASA / ESA / A. Feild (STScI)

K microlensingu dochází, když jedna hvězda prochází před další vzdálenější hvězdou pozorovanou podél stejné linie pohledu. Hmota bližší hvězdy rozptyluje světlo od vzdálenější hvězdy, která se zjevně rozjasňuje v průběhu hodin až dnů až týdnů. Jelikož je mikročočky přechodné a závisí na přesném zarovnání, nejlepším způsobem, jak zachytit událost, je prozkoumat obrovskou oblast na obloze, hustě nabitou hvězdami, noc za noc. OGLE monitoruje jas stovek milionů hvězd v centrální bouli Mléčné dráhy a Magellanově mračna.

Zatímco hlavním úkolem OGLE je zkoumat povahu temné hmoty, události, které zjistí, mohou odhalit přítomnost planet. Má-li zasahující, čočka hvězdu planetu, vytvoří kratší sekundární zjasnění vzdálené hvězdy. Ve skutečnosti, zatímco Kepler byl nejvhodnější pro nalezení planet těsně obíhajících kolem jejich hvězd, OGLE je vhodnější pro nalezení planet dále od jejich hvězd, díky geometrii potřebné pro objektiv. Nejnovějším objevem je planeta OGLE-2016-BLG-1195Lb.

Na konci června 2016 společnost OGLE detekovala rozsvícení kontrolky mikrolensingové události a vyslala výstrahu požadující několik dalších zařízení, aby ji pozorovala současně. Jak pozemní síť Korea Microlensing Telescope Network (KMTNet), tak vesmírný Spitzer Telescope NASA skočily na palubu, aby sledovaly událost v průběhu měsíce. V té době astronomové nevěděli o přítomnosti planety. Teprve při analýze dat poté, co tým viděl svůj podpis.

Samotný OGLE dokáže měřit pouze poměr hmotnosti hvězdice k hmotnosti planety. Právě dodatečná data od KMTNet a Spitzer, která vytvořila jakési stereoskopické vidění (myslím klasický Viewmaster), umožnila astronomům vypočítat hmotnost jednotlivých objektů v systému.

Koncept tohoto umělce ukazuje OGLE-2016-BLG-1195Lb, planetu objevenou, když hvězda, která obíhá, mikrolenzuje světlo z hvězd pozadí.
NASA / JPL-Caltech

Ukazuje se, že nově objevená planeta není jen zhruba stejná hmota jako Země, je to také na zhruba stejné oběžné dráze kolem její hvězdy. Ale zatímco ležíme v obytné zóně našeho Slunce, OGLE-2016-BLG-1195Lb leží daleko za obyvatelnou zónou jeho menší hvězdy, je to pravděpodobně trvalá ledová koule. Pokud jste někdy chtěli zimu po celý rok, je to planeta pro vás.

OGLE-2016-BLG-1195L, samotná hvězda, je pouze 7, 8% hmotností našeho Slunce, nebo těsně pod stonásobkem hmotnosti Jupiteru, který ji řadí do šedé oblasti mezi červenými trpaslíky a hnědými trpaslíky (které jsou také příliš malý k pojistce vodíku). To znamená, že nejen to je vždy zima na této ledové kouli Země, ale je to jen slabě osvětlená.

Vzhledem k tomu, že červení trpaslíci jsou nejčastějším typem hvězdy v galaxii, tím více se můžeme dozvědět o jejich pravděpodobnosti hostit planety, tím lépe se můžeme pokusit porozumět formování planety. Stále nemáme příliš dobrou představu o tom, jak prostředí hvězdy (přítomnost binárního společníka, hustota blízkých hvězd, intenzivní záření hvězdných sousedů) může ovlivnit jeho schopnost hostit planetární systém.

Projekty jako OGLE, které zaměřují svá pozorování na hustší prostředí, jako je galaktická boule, by mohly pomoci vyřešit otázku, zda se frekvence planet v disku Mléčné dráhy liší nebo ne liší od frekvence v bouli. Nedávná studie o 20 planetách OGLE naznačuje, že planety mohou být v bouli méně hojné, ale otázka není zdaleka vyřešena. Stereoskopická pozorování každé nové microlensingové události se Spitzerem a dokonce i Keplerem (v jeho K2 fázi) by mohla v tomto problému vrhnout mnohem více světla.