Tým vědců z University of Oklahoma objevil „planetární masová těla“ mimo Mléčnou dráhu. Byly objeveny v jedné gravitační čočce galaxie a v jedné gravitační čočce galaxie pomocí techniky zvané kvasarové mikroobjektivy. Podle vědců jsou objekty planetární hmoty buď planety nebo pravěké černé díry.
Tyto detekce jsou druhou a třetinou tohoto typu. K prvním došlo v roce 2018 za účasti některých stejných vědců. V současné době neexistuje žádný způsob, jak přímo detekovat takovéto objekty, a neexistuje způsob, jak rozlišovat mezi planetami a malými černými dírami.
"Detekce objektů hmoty planety, ať už volně se pohybujících planet nebo pravěkých černých děr, je nesmírně cenná pro modelování tvorby hvězd / planet nebo raného vesmíru," uvedl hlavní autor Dai v tiskové zprávě. "I bez rozložení těchto dvou populací je náš limit populace pravěkých černých děr již o několik řádů nižší než předchozí limity v tomto hmotnostním rozsahu."
Nový dokument, který nastiňuje tato zjištění, je nazván „Potvrzení planetových hromadných objektů v extragalaktických systémech“. Autory jsou Saloni Bhatiani, Xinyu Dai a Eduardo Guerras. Článek je publikován v The Astrophysical Journal.
V posledních několika letech jsme se hodně naučili o rozmanitosti a relativním hojnosti planet v naší vlastní Mléčné dráze. Ale co jiné galaxie? Je těžké je prozkoumat na takové úrovni detailů, což znamená, že jsme měli jen velmi málo důkazů o extra-galaktických planetách, pouze o předpokladech. Ale nová technika založená na mikro-čočkách kvazaru nám dává více důkazů.
Tato technika se opírá o světlo ze vzdáleného jasného aktivního galaktického jádra (AGN) nebo kvazaru. Pomocí tohoto světla mohli vědci studovat spektrum ve světelných podpisech planetárních těl. To jim umožnilo „omezit zlomek těchto planetových hmotných objektů s ohledem na galaktický halo.“ Objekty představují asi 0,01% z celkové hmotnosti jejich hostitelských galaxií. Jejich hmotnosti se pohybují od Jupiteru po Měsíční hmotnost a poskytují nejpřísnější omezení v tomto rozsahu hmot.
Oba systémy jsou Q J0158-4325 a SDSS J1004 + 4112.
Tyto objekty jsou gravitačně nevázané a podle vědců jsou to jedna ze dvou věcí: nepoctiví volně plovoucí planety, které byly během formování hvězd a planet rozptýleny nebo rozptýleny; nebo pravěké černé díry. Jak vědci ve své práci říkají, „Naše analýza naznačuje, že nevázané objekty planetární hmoty jsou v galaxiích univerzální a domníváme se, že tyto objekty jsou buď volně plovoucí planety, nebo pravěké černé díry.“
"Můžeme důsledně extrahovat signály z hmotných objektů planety ve vzdálených galaxiích." Tím se otevře nové okno v astrofyzice. “
Saloni Bhatiani, spoluřešitel a Ph.D. student ve společnosti OU.
Tato studie ukazuje, že objekty planetární hmoty jsou v galaxiích pravděpodobně univerzální. Poskytuje také vůbec první omezení hmoty pro intraclusterovou oblast klastru galaxie. U pravěkých černých děr jsou tyto limity o několik řádů nižší než předchozí limity. Jak říkají ve svém článku, „Planeta hvězdného měřítka astronomické temné hmoty je známá také jako masivní kompaktní halo objekty (MACHO). Dříve to bylo omezeno na méně než 10% z celkové hmotnosti Mléčné dráhy.“ Tato práce však toto snižuje až na 0,01% celkové hmotnosti jejich hostitelských galaxií.
"Jsme velmi nadšeni detekcemi ve dvou nových systémech," řekl Ph.D. studentka Saloni Bhatiani, která byla jedním z vědců. "Můžeme důsledně extrahovat signály z hmotných objektů planety ve vzdálených galaxiích." Tím se otevře nové okno v astrofyzice. “
Jak uvádí článek: „Hustota čísel FFP (volně se pohybujících planet) závisí nejen na podrobných procesech vyhazování, ale také na modelech formování planety. Předpokládá se, že prapůvodní černé díry vznikají během inflační epochy z kvantových fluktuací. Proto tyto hmotově-hmotné objekty mohou sloužit jako sonda procesu formování a rozptylu hvězd / planet, nebo základní fyziky ve velmi raném vesmíru v době inflace. “
Tato práce je tedy pozoruhodná, protože potvrzuje existenci planetárních hmotných objektů, když byl vesmír polovičním věkem jako nyní.
Data podporující tuto práci pocházela z rentgenové observatoře Chandra NASA. Pozorovací důkazy pro tyto objekty s hmotností planety byly odvozeny z mikrolensujících signálů, které se objevují jako posuny v rentgenové emisní linii kvasaru. Tato pozorovací měření byla porovnána s simulacemi mikročoček, které byly vypočteny v OU superpočítačovém centru pro vzdělávání a výzkum.
Pravěké černé díry se tvořily v raném vesmíru. Jsou do značné míry hypotetické, a pokud existují, vytvořily se v první vteřině po Velkém třesku. V té době byl vesmír spíše kusový než homogenní a astronomové si myslí, že některé husté a horké oblasti se mohly zhroutit do černých děr.
Vědci, včetně pozdního Stephena Hawkinga, si nějakou dobu mysleli, že temnou hmotou mohou být prvotní černé díry. Zdá se však, že tato teorie byla uložena do postele v novinách 2019.
Více:
- Tisková zpráva: Výzkumná skupina OU potvrzuje objekty planetární hmoty v extragalaktických systémech
- Výzkumný článek: Potvrzení planetových hromadných objektů v extragalaktických systémech
- Space Magazine: Nyní víme, že temná hmota není pravěké černé díry
