Команда дослідників з університету Оклахоми виявила «планетарні маси тіла» поза Чумацьким Шляхом. Їх було виявлено в одній гравітаційно-лінзованій галактиці та в одній гравітаційно-лінзованій кластерній галактиці за допомогою методики, яка називається квазарова мікрооб'єктивація. На думку дослідників, об’єкти планетарної маси - це або планети, або споконвічні чорні діри.
Ці виявлення є другими та третіми цього типу. Перший стався у 2018 році за участю деяких тих же дослідників. В даний час немає способу безпосередньо виявити подібні об'єкти, і немає можливості розмежувати планети і маленькі чорні діри.
"Виявлення об’єктів планети-маси, або плаваючих планет, або споконвічних чорних дір, надзвичайно цінне для моделювання формування зірки / планети або раннього Всесвіту", - сказав головний автор Дай у прес-релізі. "Навіть не розкладаючи двох популяцій, наш ліміт споконвічної популяції чорної діри вже на кілька порядків нижче попередніх меж цього масового діапазону".
Нова робота, в якій викладені ці висновки, має назву «Підтвердження об’єктів планети-маси в екстрагалактичних системах». Автори - Салоні Бхатіані, Сінью Дай та Едуардо Геррас. Стаття опублікована в журналі The Astrophysical Journal.
Ми багато чого дізналися про різноманітність та відносну чисельність планет у нашій власній галактиці Чумацький Шлях за останні кілька років. А як щодо інших галактик? Їх важко дослідити на такому рівні деталізації, це означає, що у нас було дуже мало доказів про позагалактичні планети, лише припущення. Але нова методика, заснована на квазарському мікрооб'єктиві, дає нам більше свідчень.
Техніка спирається на світло далеких яскравих активних галактичних ядер (AGN) або квазарів. Використовуючи це світло, дослідники змогли вивчити спектр у світлих підписах планетарних тіл. Це дозволило їм «обмежувати частку цих об’єктів планети-маси щодо галактичного ореолу». Об'єкти становлять приблизно 0,01% від загальної маси їх галактик-господарів. Їх маси варіюються від Юпітера до Місячної маси і забезпечують найсуворіші обмеження в цьому масовому діапазоні.
Дві системи Q Q0158-4325 і SDSS J1004 + 4112.
Ці об'єкти гравітаційно не пов'язані, і, на думку дослідників, це одне з двох: несамостійні плаваючі планети, які були викинуті або розпорошені під час утворення зірок і планет; або споконвічні чорні діри. Як зазначають дослідники у своїй роботі, "Наш аналіз свідчить про те, що незв'язані планети-масові об'єкти є універсальними в галактиках, і ми гадаємо, що об'єкти є плаваючими планетами або споконвічними чорними дірами".
«Ми можемо послідовно витягувати сигнали з масових об’єктів планети у далеких галактиках. Це відкриває нове вікно в астрофізику ».
Салоні Бхатіані, співдослідник та к.т.н. студент НУ.
Це дослідження показує, що планетарно-масові об’єкти, ймовірно, універсальні в галактиках. Він також забезпечує перше в історії обмеження маси для внутрішньокластерного кластеру галактики. Для споконвічних чорних дір ці межі на кілька порядків нижче попередніх меж. Як говориться в роботі, "астрономічна темна речовина планети до зоряного масштабу також відома як масивні компактні ореоли (МАЧО). Раніше вона становила менше 10% від загальної маси Чумацького Шляху". Але ця робота зводить це до приблизно 0,01% від загальної маси їх галактик-господарів.
"Ми дуже раді виявленням у двох нових системах", - сказав кандидат наук. студентка Салоні Бхатіані, яка була одним із дослідників. «Ми можемо послідовно витягувати сигнали з масових об’єктів планети у далеких галактиках. Це відкриває нове вікно в астрофізику ».
Як зазначається в статті, «Щільність чисельності ПЗП (плаваючих планет) залежить не тільки від детальних процесів викидання, але і від моделей формування планети. Вважається, що споконвічні чорні діри утворюються в епоху інфляції від квантових коливань. Таким чином, ці об'єкти планети-маси можуть слугувати або зондом процесу утворення зірки / планети і розсіювання, або фундаментальної фізики в дуже ранньому Всесвіті в епоху інфляції ».
Тож ця робота вражає тим, що вона підтверджує існування планетарно-масових об’єктів, коли Всесвіт був удвічі меншим, ніж зараз.
Дані, що підтримують цю роботу, надійшли з рентгенівської обсерваторії Чандра НАСА. Дослідження спостереження за цими об’єктами планети-маси були отримані з мікросигнальних сигналів, які з'являються як зрушення в лінії рентгенівського випромінювання квазара. Ці спостережувальні вимірювання були узгоджені з моделями мікролінінгування, які були обчислені в Суперкомп'ютерному центрі освіти та досліджень OU
Первісні чорні діри утворилися в ранньому Всесвіті. Вони значною мірою гіпотетичні, і якщо вони існують, вони формуються в першу секунду після Великого вибуху. У той час Всесвіт була грудкою, а не однорідною, і астрономи вважають, що деякі щільні, гарячі регіони можуть обрушитися на чорні діри.
Деякий час вчені, включаючи покійного Стівена Хокінга, думали, що темна матерія може бути первісною чорною дірою. Але ця теорія, здається, була покладена спати у документі про 2019 рік.
Більше:
- Прес-реліз: Дослідницька група OU Підтвердження об’єктів планети-маси в екстрагалактичних системах
- Дослідження: Підтвердження об’єктів планети-маси в позагалактичних системах
- Космічний журнал: Тепер ми знаємо, що темна матерія - це не первісні чорні отвори
