Når astronomer oppdager nye eksoplaneter, gjør de det vanligvis ved hjelp av en av to teknikker. For det første er det den berømte transitteknikken, som ser etter svake fall i lyset når en planet går foran vertsstjernen, og for det andre er den radielle hastighetsteknikken, som registrerer bevegelsen til en stjerne på grunn av tyngdekraften fra planeten.
Men så er det gravitasjonsmikrolensering, den sjanseforstørrelsen av lyset fra en fjern stjerne med massen av en forgrunnsstjerne og dens planeter på grunn av forvrengningen i romtidsstoffet. Selv om denne teknikken høres nesten usannsynlig ut, er den så nøyaktig at hver deteksjon hopper over å nominere planeter som kandidater og umiddelbart verifiserer dem som god tro verdener.
Men uten oppfølgingsobservasjoner, sliter mikrolenseringsteknikken med å karakterisere den utrolig svake vertsstjernen. Nå har et team av internasjonale astronomer ledet av doktorgradsstipendiat Jennifer Yee fra Ohio State University oppdaget den første mikrolensingssignaturen, kjærlig kalt MOA-2013-BLG-220Lb, som ser ut som en bekreftet planet som kretser rundt en kandidat brun dverg - et objekt så svakt fordi det ikke er massivt nok til å avsparke atomfusjon i kjernen.
Materiell - uansett hvor flott eller liten - kurver stoffet i romtiden. Det kan til slutt fungere som en linse ved å krumme bakgrunnslyset rundt det og derfor forstørre bakgrunnskilden. Ved mikrolensering er den mellomliggende materien ganske enkelt en svak stjerne eller kanskje et planetarisk system.
"Når" linsesystemet "passerer foran en fjern bakgrunnsstjerne, endres forstørrelsen av den bakgrunnsstjernen som en funksjon av tiden," sa Yee til Space Magazine. "Ved å måle bakgrunnsstjernens skiftende forstørrelse, kan vi lære om linsestjernen og kanskje om den har en planet eller ikke."
I et planetarisk system vil lyset fra bakgrunnsstjernen forstørres når forgrundsstjernen passerer foran den. Hvis det er en omkretsende planet, vil det være en ekstra cusp i lysstyrken (i mindre grad, men likevel en fortelling deteksjon likevel).
For øyeblikket planetsystemet overgår foran bakgrunnsstjernen (og i mange år etter) kan vi ikke skille de to objektene. Mens bakgrunnsstjernens lys kan forstørres sterkt, blir bildet av det forvrengt fordi lyset smelter sammen med planetens system.
Så mikrolsensignaturen kan ikke fortelle astronomer noe om linsesystemets stjerne. "Det er utenom det vanlige," sa Andrew Gould, Yes doktorgradsrådgiver og medforfatter på papiret, til Space Magazine. "I andre teknikker har mennesker definitivt oppdaget en stjerne, og de sliter med å oppdage planeten. Men mikrolensering er motsatt. Vi oppdager planeten veldig tydelig, men vi kan ikke oppdage vertsstjernen. "
Imidlertid gir mikrolensesignaturen bort linsesystemets rette bevegelse - den tilsynelatende endringen i avstand over tid - når den passerer foran bakgrunnsstjernen. MOA-2013-BLG-220Lbs riktige bevegelse er ekstremt høy og klokker inn på 12,5 milliarcsekunder (en avstand på himmelen som er 2400 ganger mindre enn fullmånens størrelse) per år. Dette er omtrent tre ganger høyere enn gjennomsnittet.
En høy riktig bevegelse kan være forårsaket av et objekt som er veldig nært og som beveger seg sakte eller av et veldig fjernt objekt som beveger seg raskt. Siden de fleste stjerner har en tendens til ikke å bevege seg i høye hastigheter, antar teamet at objektet er relativt nært, og plasserer det på en avstand på 6000 lysår.
Med en fast avstand er teamet også i stand til å anta en masse for objektet. Den veier inn under hydrogenforbrenningsgrensen og regnes derfor som den beste brun dvergkandidatmikrolensering har oppdaget.
"Det dobbeltkantede sverdet ved mikrolensering er at det ikke er nødvendig med noe lys fra linsestjernen," sa Yee til Space Magazine. På den ene siden kan mikrolensering finne planeter rundt mørke eller svake gjenstander som brune dverger. Baksiden er at det er veldig vanskelig å karakterisere linsestjernen hvis ikke lyset blir oppdaget. "
Astronomer vil måtte vente til 2021 for å ta en ny titt på linsesystemet. Denne tidsrammen er hvor lang tid vi forventer at det vil ta før den kandidatbrune dvergen skiller seg betydelig på himmelen fra bakgrunnsstjernen. Når det er gjort, vil astronomer kunne verifisere om kandidaten virkelig er en brun dverg.
Papiret er tilgjengelig for nedlasting her.
