Et team av forskere ved University of Oklahoma har oppdaget “planetariske massekropper” utenfor Melkeveien. De ble oppdaget i en gravitasjonslystet galakse, og i en gravitasjonslystet galakse-klynge ved bruk av en teknikk som kalles kvasar mikrolinsering. I følge forskerne er planetmasseobjekter enten planeter eller urlige sorte hull.
Disse påvisningene er den andre og den tredje av denne typen. Den første skjedde i 2018 med noen av de samme forskerne. Det er foreløpig ingen måte å oppdage gjenstander som disse direkte, og ingen måte å skille mellom planeter og små sorte hull.
"Deteksjonen av gjenstander av planetmasse, enten frittflytende planeter eller sorte hull, er ekstremt verdifull for modellering av dannelse av stjerner / planeter eller tidlig univers," sa hovedforfatter Dai i en pressemelding. "Selv uten å dekomponere de to populasjonene, er vår grense for den urbefolkningen av svart hull allerede noen få størrelsesordener under tidligere grenser i dette massespekteret."
Den nye artikkelen som skisserer disse funnene, heter tittelen "Bekreftelse av objekter med planetmasse i ekstragalaktiske systemer." Forfatterne er Saloni Bhatiani, Xinyu Dai og Eduardo Guerras. Oppgaven er publisert i The Astrophysical Journal.
Vi har lært mye om variasjonen og den relative overfloden av planeter i vår egen Melkeveis galakse de siste årene. Men hva med andre galakser? De er vanskelige å undersøke på det detaljnivået, noe som betyr at vi har hatt veldig lite bevis for ekstragalaktiske planeter, bare antakelser. Men en ny teknikk basert på quasar mikrolinsering gir oss mer bevis.
Teknikken er avhengig av lyset fra fjerne lyse Active Galactic Nuclei (AGN) eller kvasarer. Ved å bruke det lyset var forskerne i stand til å studere spekteret i lyssignaturene til planetariene. Dette tillot dem å "begrense brøkdelen av disse planetmasseobjektene med hensyn til den galaktiske glorie." Gjenstandene er omtrent 0,01% av den totale massen til vertsgalaksen deres. Massene deres spenner fra Jupiter til månemasse og gir de strengeste begrensningene i dette massespekteret.
De to systemene er Q J0158-4325 og SDSS J1004 + 4112.
Disse objektene er gravitasjonsmessig ubundne, og ifølge forskerne er de en av to ting: useriøse frittflytende planeter som ble kastet ut eller spredt under dannelsen av stjerner og planeter; eller urlige sorte hull. Som forskerne sier i sin artikkel, "Analysen vår antyder at ubundne planemasseobjekter er universelle i galakser, og vi antar at objektene enten er frittflytende planeter eller urlige sorte hull."
”Vi kan kontinuerlig trekke ut signaler fra planetmasseobjekter i fjerne galakser. Dette åpner et nytt vindu innen astrofysikk. ”
Saloni Bhatiani, medforsker og doktorgrad. student ved OU.
Denne studien viser at planetmasseobjekter sannsynligvis er universelle i galakser. Det gir også de første noensinne begrensningene for masse for det intracluster området i en galakse klynge. For urfarlige sorte hull er disse grensene flere størrelsesordener under tidligere grenser. Som de sier i sin artikkel, "Planeten til stjerneskala astronomisk mørk materie er også kjent som massive kompakte glorieobjekter (MACHOs.) Den ble tidligere begrenset til å være mindre enn 10% av den totale massen til Melkeveien." Men dette arbeidet bringer det ned til omtrent 0,01% av den totale massen av vertsgalaksen deres.
"Vi er veldig glade for påvisningene i to nye systemer," sier doktorgrad. student Saloni Bhatiani, som var en av forskerne. ”Vi kan kontinuerlig trekke ut signaler fra planetmasseobjekter i fjerne galakser. Dette åpner et nytt vindu innen astrofysikk. ”
Som det står i papiret, “Antall tetthet av FFP-er (fritt flytende planeter) avhenger ikke bare av de detaljerte utstøtningsprosessene, men også av planetformasjonsmodellene. Det antas at primordiale sorte hull dannes under inflasjonsepoken fra kvantumsvingninger. Derfor kan disse planetmasseobjektene enten tjene som en sonde for dannelse av stjerne / planet og spredning, eller av grunnleggende fysikk i det tidlige universet i inflasjonstiden. "
Så dette arbeidet er påfallende fordi det bekrefter eksistensen av gjenstander med planetmasse da universet var halve alderen det er nå.
Dataene som støtter dette arbeidet kom fra NASAs Chandra røntgenobservatorium. Observasjonsbevisene for disse planetmasseobjektene ble avledet fra mikrolenseringssignalene som vises som skift i røntgenutslippslinjen til kvasaren. Disse observasjonsmålingene ble matchet mot mikrolenseringssimuleringer som ble beregnet ved OU Supercomputing Center for Education and Research.
Primordiale sorte hull dannet i det tidlige universet. De er stort sett hypotetiske, og hvis de eksisterer, dannet de seg i løpet av det første sekundet etter Big Bang. På den tiden var universet klumpete i stedet for homogent, og astronomer tror at noen tette, varme regioner kunne ha kollapset i sorte hull.
I noen tid trodde forskere, inkludert avdøde Stephen Hawking, at mørk materie kunne være urfarlige sorte hull. Men den teorien ser ut til å ha blitt lagt i seng i en artikkel fra 2019.
Mer:
- Pressemelding: OU Research Group bekrefter planemasseobjekter i ekstragalaktiske systemer
- Forskningsoppgave: Bekreftelse av objekter med planetmasse i ekstragalaktiske systemer
- Space Magazine: Nå vet vi at Dark Matter ikke er primordiale sorte huller
