За оцінками вчених, “вільних” планет у Чумацькому Шляху може бути в 20 разів більше, ніж зірок. Оскільки планети самі не світяться, розгледіти їх складно: їх шукають за допомогою гравілінзування, яке найкраще виявляє наймасивніші планети типу Юпітера. Але ось вдалося знайти ще одну таку “сироту”, причому не масивну з Юпітер, а земного розміру. І вчені впевнені, що це лише перша знахідка з багатьох.
У 2001 році в області зореутворення Оріона астрономи виявили 13 тьмяних об’єктів у кілька разів масивніших за Юпітер, які не були “прив’язані” до жодних зірок і за характеристиками були схожі на планети. Версію про планети підкріплювало й те, що, судячи зі спектра, в їхніх атмосферах була присутня водяна пара. А “світилися” вони тому, що були ще молоді та гарячі. У 2012 році астрономи “зловили” вже дорослу планету-сироту CFBDSIR2149 масою від чотирьох до семи мас Юпітера. Саме за масою її визначили як першу підтверджену планету-бродягу.
Як з’являються такі планети? Комп’ютерне моделювання та теоретичні розрахунки показали, що все залежить від маси. Наймасивніші, ті, що більші за Юпітер, можуть формуватися самостійно під час колапсу газу в області зореутворення. Такі об’єкти навіть здатні зберігати в собі достатньо тепла, щоб світитися в інфрачервоному діапазоні. Це підтверджується дослідженнями. У 2023 році вчені повідомили про відкриття 540 кандидатів у планети-сироти у вже згаданій туманності Оріона та скупченні під назвою Трапеція Оріона.
Що стосується планет-бродяг земної маси, їх, найімовірніше, викидає на бурхливих перших етапах формування систем на кшталт нашої Сонячної системи. Головне, недавні розрахунки показали, що планет земної маси серед “сиріт” має бути більше, ніж “волоцюг-Юпітерів”. І взагалі, у Чумацькому Шляху таких об’єктів у 20 разів більше, ніж зірок. Незважаючи на відсутність у них своїх зірок, такі планети, за розрахунками деяких наукових груп, можуть бути довгостроково населеними, зберігаючи великі підповерхневі океани з бактеріальним життям. Якщо розрахунки астрономів вірні, такі світи можуть бути найпоширенішими потенційно населеними планетами у Всесвіті.
Проблема в тому, що розгледіти ці об’єкти, особливо земної маси, майже неможливо, тому що у них немає власного сильного випромінювання. Натомість, як і будь-які об’єкти з масою, вони викривляють простір-час. Як наслідок, спотворюють світло від більш далеких об’єктів.
Саме за такою 42-хвилинною подією мікролінзування OGLE-2016-BLG-1928 2020 року астрономи засікли ймовірну планету-сироту масою десь між Марсом і Землею, ближче до Марса. Якби цей об’єкт літав навколо зірки, чиє світло було викривлене, це було б помітно в самому світлі зірки. Учені з упевненістю встановили, що в околицях восьми астрономічних одиниць від “бродяги” зірок немає. У нашій Сонячній системі вісім астрономічних одиниць – орбіта між Юпітером і Сатурном. Малоймовірно, що маленька планета літає так далеко від зірки, скоріше за все це справді “бродяга”.
Та знахідка в даних “Оптичного гравітаційно-лінзового експерименту” (OGLE) була відносно випадковою. Для “лову” подібних подій мікролінзування потрібні більш масштабні огляди, що охоплюють багато зірок. До того ж спостереження потрібно проводити досить регулярно, щоб засікти короткочасні зміни світла. Саме такі дані збирає космічний телескоп TESS, призначений для пошуку екзопланет транзитним методом.
Автори нового дослідження спробували пошукати “планети-бродяги” за подіями мікролінзування в даних TESS. Вони “просіяли” дані кривими блиску 1,2 мільйона зірок. І попередній аналіз уже приніс гарний результат – одну “сироту” земної маси.
“Невидимий” об’єкт викривив світло зірки TIC-107150013, розташованої за 10,4 тисячі світлових років від нас (3,19 кілопарсека). Судячи з параметрів “лінзи”, її масу можна порівняти з масою Землі, якщо вона розташована приблизно за 3,26 тисячі світлових років від нас (один кілопарсек). Якщо “бродяга” перебуває в межах 8,4 тисячі світлових років від нас, то її маса може досягати десяти мас Землі. Для порівняння: маса Юпітера – 317,8 земної маси. Це доводить, що TESS може допомогти в пошуку планет-бродяг у найближчі роки, а далі це завдання “перехопить” обсерваторія “Ненсі Грейс Роман”.
У 2023 році міжнародна група астрономів оцінила кількість планет-бродяг, які зможе виявити космічний телескоп “Ненсі Грейс Роман”. Робота обсерваторії, за планами, має розпочатися 2027 року. За оцінкою вчених, телескоп зможе виявити від 400 до 2,8 тисячі планет-сиріт, з яких 151-2308 будуть планетами масою 0,1-1 земної маси.