O echipă de cercetători de la Universitatea din Oklahoma au descoperit „corpuri de masă planetare” în afara Calea Lactee. Au fost descoperite într-o galaxie cu lentila gravitațională și într-o grupă de galaxie cu lentilă gravitațională, folosind o tehnică numită micro-lentila quasar. Potrivit cercetătorilor, obiectele de masă planetară sunt fie planete, fie găuri negre primordiale.
Aceste detectări sunt a doua și a treia de acest tip. Prima a avut loc în 2018, implicând unii dintre aceiași cercetători. În prezent nu există nicio modalitate de a detecta direct obiecte ca acestea și nici o modalitate de a diferenția între planete și mici găuri negre.
"Detectarea obiectelor de masă ale planetei, fie planetele plutitoare libere, fie găurile negre primordiale, sunt extrem de valoroase pentru modelarea formării stelelor / planetei sau a universului timpuriu", a declarat autorul principal Dai într-un comunicat de presă. „Chiar și fără a descompune cele două populații, limita noastră pentru populația primordială a găurilor negre este deja câteva ordine de mărime sub limitele anterioare din acest interval de masă.”
Noua lucrare care prezintă aceste descoperiri este intitulată „Confirmarea obiectelor de masă ale planetelor în sistemele extragalactice”. Autorii sunt Saloni Bhatiani, Xinyu Dai și Eduardo Guerras. Lucrarea este publicată în The Astrophysical Journal.
În ultimii ani, am aflat multe despre varietatea și abundența relativă a planetelor din galaxia noastră din Calea Lactee. Dar ce zici de alte galaxii? Sunt dificil de sondat la acest nivel de detalii, ceea ce înseamnă că am avut foarte puține dovezi despre planetele extra-galactice, doar despre presupuneri. Însă o nouă tehnică bazată pe micro-lentile cu quasar ne oferă mai multe dovezi.
Tehnica se bazează pe lumina de la distanțe nucleare active galactice (AGN) sau quasari. Folosind acea lumină, cercetătorii au putut studia spectrul în semnăturile luminoase ale corpurilor planetare. Acest lucru le-a permis „să restricționeze fracția acestor obiecte de masă planetară în raport cu halo galactic.” Obiectele reprezintă aproximativ 0,01% din masa totală a galaxiilor gazdă. Masele lor variază de la Jupiter la masa Lunii și oferă cele mai stricte constrângeri la acest interval de masă.
Cele două sisteme sunt Q J0158-4325 și SDSS J1004 + 4112.
Aceste obiecte sunt necondiționate gravitațional și, potrivit cercetătorilor, sunt unul dintre cele două lucruri: planete plutitoare libere care au fost expulzate sau împrăștiate în timpul formării de stele și planete; sau găuri negre primordiale. După cum spun cercetătorii în lucrarea lor, „Analiza noastră sugerează că obiectele de masă ale planetei nelegate sunt universale în galaxii, iar noi considerăm că obiectele sunt planete plutitoare libere sau găuri negre primordiale.”
„Putem extrage constant semnale din obiecte de masă ale planetei din galaxiile îndepărtate. Aceasta deschide o nouă fereastră în astrofizică. ”
Saloni Bhatiani, co-cercetător și doctorat student la OU.
Acest studiu arată că obiectele de masă planetară sunt probabil universale în galaxii. De asemenea, asigură primele constrângeri de masă pentru regiunea intraclusivă a unui grup de galaxii. Pentru găurile negre primordiale, aceste limite sunt cu câteva ordine de mărime sub limitele anterioare. După cum se spune în lucrarea lor, „Planeta la scară stelară a materiei întunecate astronomice este, de asemenea, cunoscută sub denumirea de obiecte halo compacte masive (MACHO. Dar această lucrare duce la scăderea la aproximativ 0,01% din masa totală a galaxiilor gazdă.
„Suntem foarte încântați de detectările din două sisteme noi”, a spus doctoratul. student Saloni Bhatiani, care a fost unul dintre cercetători. „Putem extrage constant semnale din obiecte de masă ale planetei din galaxiile îndepărtate. Aceasta deschide o nouă fereastră în astrofizică. ”
După cum spune lucrarea, „Densitatea numărului de FFP (planetele plutitoare libere) nu numai că depinde de procesele de expulzare detaliate, ci și de modelele de formare a planetei. Se consideră că găurile negre primordiale sunt formate în timpul perioadei de inflație din fluctuațiile cuantice. Prin urmare, aceste obiecte de masă a planetei pot servi fie ca o sondă a procesului de formare și împrăștiere a stelelor / planetei, fie a fizicii fundamentale în universul foarte timpuriu din era inflației. "
Deci această lucrare este izbitoare, deoarece confirmă existența obiectelor de masă planetară când Universul avea jumătate din vârsta pe care o are acum.
Datele care susțin această lucrare provin de la Observatorul de raze X Chandra al NASA. Dovezile observaționale pentru aceste obiecte de masă planetară au fost derivate din semnalele de microlensare care apar ca schimbări în linia de emisie a razelor X ale cvasarului. Aceste măsurători de observație au fost comparate cu simulări de microlensare care au fost calculate la Centrul de Supercomputare pentru Educație și Cercetare.
Gurile negre primordiale s-au format în universul timpuriu. Sunt în mare măsură ipotetici și, dacă există, s-au format în prima secundă după Big Bang. La acea vreme, universul era mai degrabă plin de omogenitate decât omogen, iar astronomii cred că unele regiuni dense și fierbinți s-ar putea prăbuși în găuri negre.
De ceva timp, oamenii de știință, inclusiv regretatul Stephen Hawking, au crezut că materia întunecată poate fi găuri negre primordiale. Dar această teorie pare să fi fost pusă la pat într-o lucrare din 2019.
Mai Mult:
- Comunicat de presă: OU Research Group Confirmă obiectele de masă planetară în sisteme extragalactice
- Document de cercetare: confirmarea obiectelor de masă planetară în sisteme extragalactice
- Space Magazine: Acum știm că materia întunecată nu este găurile negre primordiale
