Η πρώτη επιβεβαιωμένη ανακάλυψη ενός πλανήτη πέρα από το Ηλιακό μας Σύστημα (γνωστός και ως Εξωηλιακός Πλανήτης) ήταν ένα πρωτοποριακό γεγονός. Και ενώ οι αρχικές ανακαλύψεις έγιναν χρησιμοποιώντας μόνο επίγεια παρατηρητήρια, και ως εκ τούτου ήταν λίγα και πολύ μακριά, η μελέτη των εξωπλανητών έχει αυξηθεί σημαντικά με την ανάπτυξη διαστημικών τηλεσκοπίων όπως το Κέπλερ διαστημικό τηλεσκόπιο.
Από την 1η Φεβρουαρίου 2018, 3.728 πλανήτες έχουν επιβεβαιωθεί σε 2.794 συστήματα, με 622 συστήματα που έχουν περισσότερους από έναν πλανήτες. Αλλά τώρα, χάρη σε μια νέα μελέτη από μια ομάδα αστροφυσικών από το Πανεπιστήμιο της Οκλαχόμα, ανακαλύφθηκαν οι πρώτοι πλανήτες πέρα από τον γαλαξία μας! Χρησιμοποιώντας μια τεχνική πρόβλεψης από τη Θεωρία της Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν, αυτή η ομάδα βρήκε στοιχεία πλανητών σε έναν γαλαξία περίπου 3,8 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά.
Η μελέτη που περιγράφει λεπτομερώς την ανακάλυψή τους, με τίτλο «Πλανήτες ανίχνευσης σε εξωγαλαξιακούς γαλαξίες με χρήση Quasar Microlensing», εμφανίστηκε πρόσφατα στο Η Αστροφυσική Εφημερίδα Γράμματα. Η μελέτη διεξήχθη από τον Xinyu Dai και τον Eduardo Guerras, μεταδιδακτορικό ερευνητή και καθηγητή από το Τμήμα Φυσικής και Αστρονομίας του Homer L. Dodge στο Πανεπιστήμιο της Οκλαχόμα, αντίστοιχα.
Για το σκοπό της μελέτης τους, το ζευγάρι χρησιμοποίησε την τεχνική βαρύτητας Microlensing, η οποία βασίζεται στη βαρυτική δύναμη των απομακρυσμένων αντικειμένων για κάμψη και εστίαση του φωτός που προέρχεται από ένα αστέρι. Καθώς ένας πλανήτης περνά μπροστά από το άστρο σε σχέση με τον παρατηρητή (δηλαδή κάνει διέλευση), το φως βυθίζεται μετρήσιμα, το οποίο στη συνέχεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της παρουσίας ενός πλανήτη.
Από αυτή την άποψη, το Gravitational Microlensing είναι μια έκδοση με κλίμακα προς τα κάτω του Gravitational Lensing, όπου ένα παρεμβαλλόμενο αντικείμενο (όπως ένα σύμπλεγμα γαλαξιών) χρησιμοποιείται για την εστίαση του φωτός που προέρχεται από έναν γαλαξία ή άλλο μεγάλο αντικείμενο που βρίσκεται πέρα από αυτόν. Ενσωματώνει επίσης ένα βασικό στοιχείο της εξαιρετικά αποτελεσματικής μεθόδου διαμετακόμισης, όπου τα αστέρια παρακολουθούνται για πτώσεις στη φωτεινότητα για να δείξουν την παρουσία ενός εξωπλανήτη.
Εκτός από αυτήν τη μέθοδο, η οποία είναι η μόνη ικανή να ανιχνεύει εξωηλιακούς πλανήτες σε πραγματικά μεγάλες αποστάσεις (με τάξη δισεκατομμυρίων ετών φωτός), η ομάδα χρησιμοποίησε επίσης δεδομένα από τη NASA Παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra να μελετήσει ένα μακρινό κβάζαρ γνωστό ως RX J1131–1231. Συγκεκριμένα, η ομάδα βασίστηκε στις ιδιότητες μικροαισθητήρα της υπερμεγέθης μαύρης τρύπας (SMBH) που βρίσκεται στο κέντρο του RX J1131–1231.
Στηρίχτηκαν επίσης στο OU Supercomputing Center for Education and Research για να υπολογίσουν τα μοντέλα μικροαισθητοποίησης που χρησιμοποίησαν. Από αυτό, παρατήρησαν μετατοπίσεις ενέργειας γραμμής που μπορούσαν να εξηγηθούν μόνο με την παρουσία περίπου 2.000 μη δεσμευμένων πλανητών μεταξύ των αστεριών του κβάζαρ - που κυμαίνονταν από το να είναι τόσο ογκώδη όσο η Σελήνη έως τον Δία - ανά αστέρι κύριας ακολουθίας.
Όπως εξήγησε ο Xinyu Dai σε πρόσφατο δελτίο τύπου του Πανεπιστημίου της Οκλαχόμα:
«Είμαστε πολύ ενθουσιασμένοι για αυτήν την ανακάλυψη. Είναι η πρώτη φορά που κάποιος ανακάλυψε πλανήτες έξω από τον γαλαξία μας. Αυτοί οι μικροί πλανήτες είναι ο καλύτερος υποψήφιος για την υπογραφή που παρατηρήσαμε σε αυτήν τη μελέτη χρησιμοποιώντας την τεχνική μικροαισθητήρα. Αναλύσαμε την υψηλή συχνότητα της υπογραφής μοντελοποιώντας τα δεδομένα για να προσδιορίσουμε τη μάζα. "
Ενώ 53 πλανήτες ανακαλύφθηκαν στον γαλαξία του Γαλαξία χρησιμοποιώντας την τεχνική Microlensing, είναι η πρώτη φορά που παρατηρήθηκαν πλανήτες σε άλλους γαλαξίες. Όπως και η πρώτη επιβεβαιωμένη ανακάλυψη ενός επιπλέον ηλιακού πλανήτη, οι επιστήμονες δεν ήταν καν ορισμένοι πλανήτες υπήρχαν σε άλλους γαλαξίες πριν από αυτήν τη μελέτη. Επομένως, αυτή η ανακάλυψη έφερε τη μελέτη των πλανητών πέρα από το ηλιακό μας σύστημα σε ένα εντελώς νέο επίπεδο!
Και όπως έδειξε ο Eduardo Guerras, η ανακάλυψη ήταν δυνατή χάρη στις βελτιώσεις που έγιναν τόσο στη μοντελοποίηση όσο και στα όργανα τα τελευταία χρόνια:
«Αυτό είναι ένα παράδειγμα του πόσο ισχυρές είναι οι τεχνικές ανάλυσης της εξωγαλαξιακής μικροαισθησίας. Αυτός ο γαλαξίας βρίσκεται 3,8 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, και δεν υπάρχει η παραμικρή πιθανότητα να παρατηρήσουμε αυτούς τους πλανήτες απευθείας, ούτε καν με το καλύτερο τηλεσκόπιο που μπορεί κανείς να φανταστεί σε ένα σενάριο επιστημονικής φαντασίας. Ωστόσο, είμαστε σε θέση να τις μελετήσουμε, να αποκαλύψουμε την παρουσία τους και ακόμη και να έχουμε μια ιδέα για τις μάζες τους. Αυτή είναι πολύ ωραία επιστήμη. "
Τα επόμενα χρόνια, θα είναι διαθέσιμα πιο εξελιγμένα παρατηρητήρια, τα οποία θα επιτρέπουν ακόμη περισσότερα στον τρόπο ανακαλύψεων. Αυτά περιλαμβάνουν διαστημικά όργανα όπως το Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (το οποίο έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει την άνοιξη του 2019) και επίγεια παρατηρητήρια όπως το τηλεσκόπιο OverWhelmingly Large (OWL) του ESO, το πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο (VLT), το εξαιρετικά μεγάλο τηλεσκόπιο (ELT) και το τηλεσκόπιο Colossus.
Σε αυτό το σημείο, οι πιθανότητες είναι καλές ότι μερικές από αυτές τις ανακαλύψεις θα γίνουν σε γειτονικούς γαλαξίες. Ίσως τότε μπορούμε να αρχίσουμε να προσδιορίζουμε πόσο κοινές είναι οι πλανήτες στο Σύμπαν μας. Προς το παρόν, εκτιμάται ότι θα μπορούσαν να είναι μόνο 100 δισεκατομμύρια πλανήτες στον Γαλαξία μας! Αλλά με περίπου 1 έως 2 τρισεκατομμύρια γαλαξίες στο Σύμπαν… καλά, κάνετε τα μαθηματικά!
