Команда исследователей из Университета Оклахомы открыла «планетные массы» за пределами Млечного Пути. Они были обнаружены в одной галактике с гравитационной линзой и в одном кластере с гравитационной линзой, используя технику, называемую квазарным микролинзированием. По мнению исследователей, объекты планетарной массы - это либо планеты, либо изначальные черные дыры.
Эти обнаружения являются вторым и третьим из этого типа. Первое произошло в 2018 году с участием некоторых из тех же исследователей. В настоящее время нет способа непосредственно обнаруживать подобные объекты, а также нет возможности различать планеты и маленькие черные дыры.
«Обнаружение объектов масс планет, как свободно плавающих планет, так и исконных черных дыр, чрезвычайно ценно для моделирования формирования звезды / планеты или ранней вселенной», - сказал ведущий автор Дай в пресс-релизе. «Даже без разложения двух популяций наш предел для исконной популяции черной дыры уже на несколько порядков ниже предыдущих пределов в этом диапазоне масс».
Новая статья с изложением этих результатов называется «Подтверждение объектов массой планеты во внегалактических системах». Авторы - Салони Бхатиани, Синью Дай и Эдуардо Гуэррас. Статья опубликована в Астрофизическом журнале.
За последние несколько лет мы многое узнали о разнообразии и относительном изобилии планет в нашей галактике Млечный Путь. Но как насчет других галактик? Их трудно исследовать на таком уровне детализации, что означает, что у нас было очень мало свидетельств о внегалактических планетах, только предположения. Но новая техника, основанная на квазарном микролинзировании, дает нам больше доказательств.
Техника опирается на свет от далеких ярких активных галактических ядер (AGN) или квазаров. Используя этот свет, исследователи смогли изучить спектр световых сигнатур планетных тел. Это позволило им «ограничить долю этих объектов планетарной массы по отношению к галактическому гало». Объекты составляют около 0,01% от общей массы их галактик-хозяев. Их массы варьируются от массы Юпитера до Луны и обеспечивают самые строгие ограничения в этом диапазоне масс.
Две системы: Q J0158-4325 и SDSS J1004 + 4112.
Эти объекты гравитационно не связаны, и, по мнению исследователей, они являются одной из двух вещей: изгоев свободно плавающих планет, которые были выброшены или разбросаны во время образования звезд и планет; или исконные черные дыры. Как говорят исследователи в своей статье: «Наш анализ показывает, что несвязанные объекты масс планет универсальны в галактиках, и мы предполагаем, что эти объекты являются либо свободно плавающими планетами, либо изначальными черными дырами».
«Мы можем последовательно извлекать сигналы от объектов масс планеты в далеких галактиках. Это открывает новое окно в астрофизике ».
Салони Бхатиани, со-исследователь и доктор философии студент в OU.
Это исследование показывает, что объекты планетарной массы, вероятно, универсальны в галактиках. Это также обеспечивает первые в мире ограничения по массе для внутрикластерной области скопления галактик. Для исконных черных дыр эти пределы на несколько порядков ниже предыдущих пределов. Как говорится в их статье: «Планета астрономической темной материи звездного масштаба также известна как массивные галогенные объекты (MACHO). Ранее она была ограничена величиной менее 10% от общей массы Млечного пути». Но эта работа приводит к снижению примерно до 0,01% от общей массы их галактик-хозяев.
«Мы очень рады обнаружению в двух новых системах», - сказал доктор философии. студент Салони Бхатиани, который был одним из исследователей. «Мы можем последовательно извлекать сигналы от объектов масс планеты в далеких галактиках. Это открывает новое окно в астрофизике ».
Как говорится в документе: «Плотность числа СЗП (свободно плавающих планет) зависит не только от детальных процессов выброса, но и от моделей формирования планет. Считается, что исконные черные дыры образовались в эпоху инфляции из-за квантовых колебаний. Следовательно, эти объекты планетной массы могут либо служить зондом процесса образования и рассеяния звезды / планеты, либо фундаментальной физики в самой ранней вселенной в эпоху инфляции ».
Таким образом, эта работа поразительна, потому что она подтверждает существование объектов планетарной массы, когда Вселенная была вдвое меньше, чем сейчас.
Данные, подтверждающие эту работу, были получены из рентгеновской обсерватории Чандра НАСА. Данные наблюдений за этими объектами массы планеты были получены из сигналов микролинзирования, которые появляются в виде сдвигов в линии рентгеновского излучения квазара. Эти наблюдательные измерения были сопоставлены с результатами моделирования микролинзирования, которые были рассчитаны в суперкомпьютерном центре образования и исследований OU.
Изначальные черные дыры образовались в ранней вселенной. Они в основном гипотетические, и если они существуют, они сформировались в первую секунду после Большого взрыва. В то время Вселенная была скорее однородной, чем однородной, и астрономы считают, что некоторые плотные, горячие области могли бы разрушиться в черные дыры.
Некоторое время ученые, в том числе покойный Стивен Хокинг, думали, что темная материя может быть первичными черными дырами. Но эта теория, кажется, была уложена в газету 2019 года.
Больше:
- Пресс-релиз: Исследовательская группа OU подтверждает планетно-массовые объекты во внегалактических системах
- Реферат: Подтверждение планетно-массовых объектов во внегалактических системах
- Журнал «Космос»: теперь мы знаем, что темная материя - не исконные черные дыры
