Вчені вперше виміряли масу планети-мандрівниці розміром із Сатурн

На відстані майже 10 тисяч світлових років від Землі астрономи виявили незвичайний космічний об'єкт — планету розміром із Сатурн, яка самотньо дрейфує у порожньому просторі без зірки. Завдяки щасливому збігу обставин дослідники змогли помітити цей темний світ, використовуючи як наземні телескопи, так і космічний телескоп Gaia, що дозволило вперше виміряти масу вільно плаваючої екзопланети.

Більшість мандрівних світів, виявлених раніше, або масивніші за Юпітер, або легші за Нептун. Це залишає проміжок у розмірах, який дослідники називають «пустелею Ейнштейна». Таку особливість зазвичай пояснюють тим, що планети легші за Нептун відносно легко викидаються з існуючих орбіт навколо зірок, тоді як планети масивніші за Юпітер не обов'язково формуються всередині традиційних планетних систем, а іноді можуть утворюватися подібно до зірок у вільному просторі.

Саме це робить нововиявлену планету особливо рідкісною. Вона має дві назви — KMT-2024-BLG-0792 та OGLE-2024-BLG-0516 — оскільки Анджей Удальські з Варшавського університету в Польщі та його колеги виявили її незалежно один від одного за допомогою двох різних наземних телескопів. Але ще більш незвичайним є той факт, що вони змогли виміряти її масу, яка становить приблизно одну п'яту маси Юпітера.

«Що дійсно чудово в цьому випадку, так це те, що це перша планета, для якої ми отримали вимірювання маси, і це стало можливим лише тому, що вони отримали спостереження Gaia, а також спостереження з Землі», — каже Гевін Коулман з Лондонського університету королеви Марії.

Дослідники знайшли цю планету за допомогою методу, який називається гравітаційним мікролінзуванням. Це явище відбувається, коли світло від яскравого віддаленого об'єкта викривляється гравітаційним притяганням планети, створюючи своєрідне гало навколо неї. Саме тут дослідникам пощастило: коли подію мікролінзування було помічено з Землі, космічний телескоп Gaia випадково був спрямований у правильному напрямку, тому він також зафіксував цю подію.

«Маса є основним параметром, що визначає класифікацію як планети», — каже Удальські, тому технічно це робить об'єкт першою підтвердженою вільно плаваючою планетою-мандрівницею. «Це момент, з якого ми можемо бути впевнені, що кандидат є справжньою планетою, і вільно плаваючі планети справді існують», — додає він.

Космічний телескоп Ненсі Грейс Роман NASA, запуск якого запланований на 2027 рік, як очікується, знайде набагато більше таких об'єктів. Це відкриття може мати важливе значення для розуміння процесів формування планетних систем.

«Вони повинні бути дуже численними і можуть мати вирішальне значення для нашого розуміння процесів під час формування планетних систем, оскільки більшість із них викидаються з планетних систем на ранніх етапах формування», — пояснює Удальські. Це стосується і нашої власної Сонячної системи, яка, як припускають деякі дослідження, могла викинути планету в свої ранні дні.

Виявлення планет-мандрівниць є складним завданням, оскільки вони не випромінюють власного світла і не обертаються навколо зірок, що робить їх майже невидимими для традиційних методів спостереження. Гравітаційне мікролінзування залишається одним із небагатьох способів виявлення таких об'єктів, але навіть цей метод вимагає надзвичайного везіння та точного узгодження кількох телескопів.

Відкриття планети в «пустелі Ейнштейна» ставить під сумнів деякі існуючі теорії про формування та еволюцію планетних систем. Дослідники тепер намагаються зрозуміти, як саме ця планета опинилася в міжзоряному просторі — чи була вона викинута зі своєї первинної системи внаслідок гравітаційної взаємодії з іншими планетами, чи сформувалася незалежно.

Майбутні місії, такі як телескоп Ненсі Грейс Роман, обіцяють революціонізувати наше розуміння популяції планет-мандрівниць у Галактиці. Очікується, що цей телескоп зможе виявити тисячі таких об'єктів, що дозволить астрономам краще зрозуміти їхню кількість, розподіл мас та походження.