Interstellära planeter, eller fria planeter, är svårfångade objekt av planetstorlek men som inte kretsar kring en stjärna. De rör sig istället fritt i den interstellära rymden mellan stjärnorna. Bara ett fåtal, två helt säkra och ett 20-tal eventuella, har varit kända.
Denna datorbaserade illustration visar ett exempel på en interstellära planet i Rho Ophicuhiområdet, där ESO-teleskop har bidragit till upptäckten av minst 70 tidigare okända kroppar av detta slag. Interstellära planeters massor är lika jätteplaneternas i vårt solsystem men de kretsar inte kring någon stjärna utan rör sig den interstellära rymden. Bild: ESO/M. Kornmesser
Nu har ett forskarlag med hjälp av data från bland annat Europeiska sydobservatoriets (ESO) teleskop upptäckt minst 70 nya objekt av detta slag. Det är den största gruppen av interstellära planeter som hittills upptäckts. Ett viktigt steg mot en större förståelse av dessa svårobserverade galaktiska nomader.
“Vi visste inte hur många vi kunde förvänta oss, men vi är exalterade över att ha funnit så många” säger Núria Miret-Roig, astronom vid Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Frankrike, och Wiens universitet, Österrike, i ett pressmeddelande. Hon är huvudförfattare till den nya studien som presenteras i Nature Astronomy.
Fria planeter
Interstellära planeter som gömmer sig på stort avstånd från stjärnor som kan belysa dem är normalt omöjliga att fotografera. Men Miret-Roig och hennes forskarlag drog nytta av det faktum att dessa planeter, under sina första miljoner levnadsår, fortfarande är tillräckligt varma för att “glöda” av värmestrålning. Något som gör dem detekterbara med känsliga kameror på stora teleskop.
Astronomerna fann minst 70 av dessa friflygande planeter med massor jämförbara med Jupiters i ett stjärnbildningsområde i solens närhet i stjärnbilderna Skorpionen och Ormbäraren [1].
För att hitta alla dessa objekt använde sig forskarna av omkring 20 års data från ett antal teleskop på jorden och i rymden. “Vi mätte de mycket små rörelserna, färgerna och ljusstyrkorna hos tiomiljontals källor i ett stort område på himlen” förklarar Miret-Roig. “Dessa mätningar gjorde det möjligt att identifiera de absolut sett svagaste objekten i området, nämligen de interstellära planeterna”.
Flera teleskop använda
Forskarlaget använde observationer gjorda med ESO:s Very Large Telescope (VLT), Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA), VLT Survey Telescope (VST) och MPG/ESO:s 2,2-metersteleskop i Chile. Dessutom observationer från ytterligare teleskop.
”Den huvudsakliga delen av datan kom från ESO-teleskop som därför var absolut kritiska för denna studie. Deras stora synfält och höga känslighet vara avgörande för framgången” förklarar Hervé Bouy, astronom vid Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Frankrike, och projektledare för studien. “Vi utnyttjade tiotusentals vidvinkelbilder från ESO-teleskop, motsvarande hundratals timmars observationstid och tiotals terabyte med bilddata”.
Astronomerna använde också data från Europeiska rymdorganet ESA:s Gaiasatellit, ett enormt steg framåt för samarbetet mellan mark- och rymdbaserade teleskop i utforskningen och förståelsen av universum.
Studien indikerar att det finns många fler av dessa svårfångade fria planeter än vi har upptäckt hittills. “Potentiellt finns miljarder av dessa friflygande jätteplaneter i Vintergatan som rör sig långt från någon stjärna” förklarar Bouy.
Fler och noggrannare studier
Genom noggrannare studier av dessa nyfunna interstellära planeter kan astronomerna förhoppningsvis hitta ledtrådar till hur de bildades. Vissa forskare tror av de kan bildas när ett gasmoln som är för litet för att bilda stjärnor kollapsar, eller att de har kastas bort från sin moderstjärnas planetsystem. Vilken av dessa meakismer som är mer sannolik står ännu skrivet i stjärnorna.
Ytterligare tekniska landvinningar är nödvändiga för att avslöja de interstellära planeternas hemligheter. Forskarlaget hoppas kunna studera dem i mer detalj med ESO:s kommande Extremely Large Telescope (ELT). ELT konstrueras just nu i den chilenska Atacamaöknen. Det beräknas inleda observationer senare under detta årtionde. “Dessa objekt är extrem ljussvaga vilket gör att relativt begränsad forskning kan göras med dagens teleskop” säger Bouy. “ELT kommer att ha en kritisk roll för att samla mer kunskap om de interstellära planeter som vi har hittat”.
Fotnoter
[1] Det exakta antalet fria planeter som forskarna identifierade är svårt att avgöra då det inte är möjligt att bestämma objektens massor från observationerna. Objekt som är mer massiva än 13 Jupitermassor är sannolikt inte planeter. De kan i så fall inte räknas in. Men eftersom forskarna inte har kunskap om deras massor användes deras ljusstyrkor för att beräkna en övre gräns för antalet.
Ljusstyrkan beror på objektets ålder: ju äldre objektet är, desto längre tid har det svalnat och desto svagare är det. Om planeterna bildades för länge sedan är de ljusaste objekten sannolikt över 13 Jupitermassor. Men de är lättare än så om området är yngre. Med tanke på osäkerheten om områdets ålder beräknas antalet fria planeter i området vara mellan 70 och 170.