Астрономы обнаружили новую планету-сироту в архивных данных телескопа «Хаббл». Открытие стало возможным благодаря счастливой случайности и теории относительности Альберта Эйнштейна.

Планеты-сироты, или «свободно летящие» планеты, — это миры, которые не обращаются вокруг звезды. Они становятся «изгоями», когда гравитационные взаимодействия с другими планетами в их родной системе или близкие пролёты звёзд выталкивают их в межзвёздное пространство.

Большинство экзопланет обнаруживают, когда они проходят перед диском своей звезды, вызывая затемнение — метод транзита. Однако для планет-сирот этот способ бесполезен, ведь у них нет родительской звезды. К счастью, явление, предсказанное Эйнштейном в 1915 году — гравитационное микролинзирование — позволяет находить такие объекты.

«Свободно летящие планеты не освещаются звездой, поэтому традиционные методы их обнаружения невозможны. Здесь на помощь приходит микролинзирование: масса планеты искривляет свет фоновой звезды, усиливая его, даже если сам объект невидим», — объяснил Пшемыслав Мроз, соавтор исследования из Варшавского университета.

Эйнштейн как охотник за планетами

Согласно общей теории относительности, массивные объекты искривляют пространство-время, создавая гравитационное поле. Когда свет от далёкой звезды проходит мимо такого объекта, его траектория изгибается, а яркость временно увеличивается. Этот эффект, напоминающий гигантскую линзу, помогает астрономам изучать даже самые тусклые объекты.

«Микролинзирование происходит, когда массивный объект (линза) проходит перед фоновой звездой. Если линзой оказывается планета-сирота, событие длится всего несколько часов», — добавил Мроз.

Именно так команда обнаружила событие OGLE-2023-BLG-0524 в данных «Хаббла» от 22 мая 2023 года. Его продолжительность составила рекордные 8 часов, что характерно для планет-сирот.

Кто скрывается в данных?

Анализ показал, что линзой могла быть планета массой с Нептун, расположенная в 15 000 световых лет от нас в диске Галактики, либо более массивный объект вроде Сатурна в балдже Млечного Пути (23 000 световых лет). Ни одна из моделей не исключает сценария свободного полёта.

Чтобы подтвердить, что планета не связана со звездой, учёные изучили архивные снимки «Хаббла» 1997 года. Если бы у объекта была звезда-компаньон, её свет был бы заметен. Однако следов не обнаружили, что снижает вероятность наличия близкого соседа.

«Разделение между планетой и фоновой звездой составляет всего 0,13 угловых секунды. Для их разрешения потребуется не менее десяти лет наблюдений», — отметил Мроз.

Случайность или новый этап поисков?

Открытие стало частично случайным: событие заметили при анализе данных проектами OGLE и KMTNet. Однако учёные уверены, что в архивах «Хаббла» и других телескопов скрыты десятки подобных случаев.

«Такие планеты помогают понять, как часто системы eject миры в межзвёздное пространство. Возможно, их число в Галактике достигает trillions», — предполагают авторы.

Ранее аналогичные объекты, как CFBDSIR2149 (100 световых лет от Земли), находили в близких регионах. OGLE-2023-BLG-0524 же демонстрирует, что даже в гуще звёзд балджа можно находить невидимых странников.

Команда планирует искать следы линзирующих объектов в других архивных данных, включая снимки JWST. Это позволит уточнить распределение планет-сирот и проверить гипотезы о их происхождении.

«Микролинзирование — наш ключ к тёмной популяции Галактики. Каждое такое открытие приближает нас к разгадке её эволюции», — заключил Мроз.

Открытие подчёркивает, как теории столетней давности продолжают раскрывать тайны космоса. Благодаря Эйнштейну и технологиям вроде «Хаббла» мы начинаем видеть невидимое — миры, блуждающие в вечной тьме, словно призраки былых планетных систем.