Όταν οι αστρονόμοι εντοπίζουν νέους εξωπλανήτες συνήθως το κάνουν χρησιμοποιώντας μία από τις δύο τεχνικές. Πρώτον, υπάρχει η περίφημη τεχνική διέλευσης, η οποία αναζητά ελαφρές βυθίσεις στο φως καθώς ένας πλανήτης περνά μπροστά από το αστέρι του ξενιστή του και δεύτερος είναι η τεχνική ακτινικής ταχύτητας, η οποία ανιχνεύει την κίνηση ενός άστρου λόγω της βαρυτικής έλξης του πλανήτη του.
Αλλά μετά υπάρχει βαρυτική μικροαισθησία, η πιθανότητα μεγέθυνσης του φωτός από ένα μακρινό αστέρι από τη μάζα ενός άστρου προσκηνίου και των πλανητών του λόγω της παραμόρφωσης στον ιστό του χωροχρόνου. Παρόλο που αυτή η τεχνική ακούγεται σχεδόν απίθανη, είναι τόσο ακριβές που κάθε ανίχνευση παραλείπει να ορίζει πλανήτες ως υποψηφίους και αμέσως να τους επαληθεύει ως καλόπιστους κόσμους.
Αλλά χωρίς παρατηρήσεις παρακολούθησης, η τεχνική microlensing δυσκολεύεται να χαρακτηρίσει το απίστευτα εξασθενημένο αστέρι του ξενιστή. Τώρα, μια ομάδα διεθνών αστρονόμων με επικεφαλής την υποψήφια διδάκτορα Jennifer Yee από το κρατικό πανεπιστήμιο του Οχάιο εντόπισε την πρώτη υπογραφή μικροαισθητοποίησης, που ονομάζεται στοργικά MOA-2013-BLG-220Lb, που μοιάζει με έναν επιβεβαιωμένο πλανήτη σε τροχιά γύρω από έναν υποψήφιο καφέ νάνο - ένα αντικείμενο τόσο αχνό γιατί δεν είναι αρκετά τεράστιο για να ξεκινήσει την πυρηνική σύντηξη στον πυρήνα της.
Το θέμα - ανεξάρτητα από το πόσο μεγάλο ή μικρό - καμπυλώνει το ύφασμα του χωροχρόνου. Μπορεί τελικά να λειτουργεί σαν φακός κάμπτοντας το φως του φόντου γύρω του και επομένως μεγεθύνοντας την πηγή φόντου. Στην μικροαισθησία, η παρεμβαλλόμενη ύλη είναι απλά ένα αχνό αστέρι ή ίσως ένα πλανητικό σύστημα.
«Καθώς το« σύστημα φακών »περνά μπροστά από ένα μακρινό, αστέρι φόντου, η μεγέθυνση αυτού του αστεριού φόντου αλλάζει ως συνάρτηση του χρόνου», δήλωσε ο Yee στο Space Magazine. «Με τη μέτρηση της μεταβαλλόμενης μεγέθυνσης του αστεριού φόντου, μπορούμε να μάθουμε για το αστέρι του φακού και ίσως εάν έχει ή όχι πλανήτη».
Σε ένα πλανητικό σύστημα, το φως από το αστέρι του φόντου θα μεγεθυνθεί όταν το αστέρι προσκηνίου περνά μπροστά του. Εάν υπάρχει ένας πλανήτης με κύκλο, θα υπάρξει ένα επιπλέον χείλος σε φωτεινότητα (σε μικρότερο βαθμό, αλλά εξακολουθεί να είναι ενδεικτική ανίχνευση).
Προς το παρόν το πλανητικό σύστημα διέρχεται μπροστά από το αστέρι φόντου (και για πολλά χρόνια μετά) δεν μπορούμε να διαχωρίσουμε τα δύο αντικείμενα. Ενώ το φως του φόντου μπορεί να μεγεθυνθεί, η εικόνα του παραμορφώνεται επειδή το φως του συγχωνεύεται με το πλανητικό σύστημα.
Έτσι, η υπογραφή μικροαπολύσεων δεν μπορεί να πει στους αστρονόμους τίποτα για το αστέρι του συστήματος φακών. «Δεν είναι συνηθισμένο», δήλωσε ο Andrew Gould, σύμβουλος διδάκτορας και συγγραφέας του Yee στο περιοδικό Space Magazine. "Σε άλλες τεχνικές οι άνθρωποι έχουν εντοπίσει σίγουρα ένα αστέρι και αγωνίζονται να εντοπίσουν τον πλανήτη. Αλλά η μικροαισθησία είναι ακριβώς το αντίθετο. Ανιχνεύουμε τον πλανήτη πολύ καθαρά, αλλά δεν μπορούμε να εντοπίσουμε το αστέρι του ξενιστή. "
Ωστόσο, η υπογραφή microlensing δίνει την σωστή κίνηση του συστήματος φακών - την φαινομενική αλλαγή στην απόσταση με την πάροδο του χρόνου - καθώς περνά μπροστά από το αστέρι του φόντου. Η σωστή κίνηση του MOA-2013-BLG-220Lb είναι εξαιρετικά υψηλή, με ταχύτητα 12,5 milliarcseconds (μια απόσταση στον ουρανό που είναι 2400 φορές μικρότερη από το μέγεθος της πανσελήνου) ετησίως. Αυτό είναι περίπου τρεις φορές υψηλότερο από το μέσο όρο.
Μια υψηλή σωστή κίνηση μπορεί να προκληθεί από ένα αντικείμενο που βρίσκεται πολύ κοντά και κινείται αργά ή ένα πολύ μακρινό αντικείμενο κινείται γρήγορα. Καθώς τα περισσότερα αστέρια τείνουν να μην κινούνται με υψηλές ταχύτητες, η ομάδα υποθέτει ότι το αντικείμενο είναι σχετικά κοντά, τοποθετώντας το σε απόσταση 6.000 ετών φωτός.
Με καθορισμένη απόσταση, η ομάδα μπορεί επίσης να αναλάβει μια μάζα για το αντικείμενο. Ζυγίζει κάτω από το όριο καύσης υδρογόνου και ως εκ τούτου θεωρείται ο καλύτερος καστανός υποψήφιος νάνος.
"Το δίκοπο σπαθί μικροαισθητήρα είναι ότι δεν απαιτείται φως από το αστέρι του φακού", δήλωσε ο Yee στο Space Magazine. «Από τη μία πλευρά, η μικροαισθησία μπορεί να βρει πλανήτες γύρω από σκοτεινά ή εξασθενημένα αντικείμενα όπως καφέ νάνοι. Η άλλη πλευρά είναι ότι είναι πολύ δύσκολο να χαρακτηριστεί το αστέρι του φακού εάν δεν ανιχνευθεί το φως του. "
Οι αστρονόμοι θα πρέπει να περιμένουν μέχρι το 2021 για να ρίξουν μια δεύτερη ματιά στο σύστημα φακών. Αυτό το χρονικό πλαίσιο είναι πόσο καιρό περιμένουμε να διαρκέσει προτού ο υποψήφιος καφέ νάνος χωρίσει αισθητά στον ουρανό από το αστέρι του φόντου. Μόλις το πράξει, οι αστρονόμοι θα είναι σε θέση να επαληθεύσουν εάν ο υποψήφιος είναι αληθινά καφέ νάνος.
Το χαρτί είναι διαθέσιμο για λήψη εδώ.
