Iskanje planetov zunaj našega osončja je v zadnjih desetletjih eno najbolj plodovitih področij astronomije, ki vključuje nekatere izmed najnatančnejših meritev v znanosti sploh. Prvikrat so njihov obstoj potrdili šele pred slabimi tridesetimi leti, danes pa je odkritih že več kot 6000.
Večina je v razmeroma tesnih orbitah okoli svojih matičnih zvezd.
Planete, ki niso v konstelaciji okoli svoje zvezde, pa najdemo le redko. Opazovali so jih okoli 50, a za večino niso mogli potrditi, da gre za tako imenovane pobegle planete, ali pa je šlo za nebesna telesa, ki so prej majhne zvezde kot planeti.
Pomanjkanje neposrednih opazovanj ne pomeni, da so pobegli planeti redki. Statistične analize kažejo, da jih je verjetno zgolj v naši galaksiji, Mlečni cesti, na milijarde, morda celo več sto milijard. To število je primerljivo z ocenjenim številom zvezd v naši galaksiji, vendar je planete na medzvezdnih razdaljah izjemno težko zaznati.
Glavna značilnost zvezd je njihova ogromna masa, ki ustvarja zadosten tlak za jedrsko zlivanje (fuzijo) vodika. Pri tem se sproščajo velike količine energije, ki jo zvezde oddajajo v obliki elektromagnetnega valovanja oziroma svetlobe. Z drugimi besedami: zvezde svetijo, zato jih lahko opazimo, medtem ko so planeti temni.
Kako najti pobegle planete?
Eksoplanete najpogosteje odkrijemo zaradi učinka, ki ga imajo na svojo matično zvezdo. Najpogostejši metodi sta tranzitna metoda, pri kateri astronomi opazujejo majhno zmanjšanje svetilnosti zvezde, ko planet potuje pred njo, in metoda radialnih hitrosti, s katero zaznajo majhno nihanje zvezde.
Ko planet kroži okoli zvezde, se zaradi gravitacije v resnici gibljeta obe telesi okoli skupnega masnega središča. Podobno se metalec kladiva suče na mestu, medtem ko krogla kroži okoli njega, vendar se metalec ob tem rahlo nagiba in premika. To nihanje zvezde je mogoče opaziti prek majhnega zamika valovne dolžine svetlobe (Dopplerjev pojav).
Veliko težje pa je odkriti temen objekt sredi vesoljne praznine. Neposredna opazovanja so praviloma uspešna zgolj pri mladih, še nastajajočih planetih ali sistemih. Običajno gre za objekte na meji med planeti in najmanjšimi zvezdami, tako imenovanimi rjavimi pritlikavci. To so veliki plinasti velikani z visoko temperaturo površja, ki pogosto presega 1000 stopinj Celzija, zaradi česar sevajo lastno toploto v infrardečem spektru.
Mikrolečenje
Druga metoda, ki lahko razkrije bolj zanimive pobegle planete, pa je uporaba pojava, imenovanega mikrolečenje. To se zgodi, ko planet prečka vidno črto med Zemljo in drugo zvezdo. Nebesna telesa – na primer pobegli planet – upognejo svetlobo okoli sebe, podobno kot svetlobo upogne steklena leča, in tako za opazovalca povzročijo kratkotrajno povečanje svetlosti zvezde.
Težava je, da takega opazovanja ne moremo predvideti. Lahko si jih predstavljamo kot tudi z najboljšimi teleskopi komaj opaznega »zajčka«, naš cilj pa je razbrati nekaj o »zrcalcu«, ki je zajčka povzročilo.
Omejitev pri mikrolečenju v primerjavi z drugimi metodami iskanja planetov je, da je planet, ki povzroča lečenje, lahko skoraj kjer koli na liniji med zvezdo in Zemljo. Zaradi tega je težko ugotoviti njihovo razdaljo, s tem pa tudi velikost.
Planeti in satelit na pravem mestu
Raziskovalci so zdaj z uporabo mikrolečenja in posrečene usmerjenosti vesoljskega teleskopa Gaia opazili planet velikosti Saturna, ki je prvi odkrit v delu neba, poimenovanem »Einsteinova puščava«, kar bi nam lahko povedalo nekaj več o izvoru teh osamljenih vesoljskih potnikov.
Odkriti planet je precej zanimiv, saj je v primerjavi z drugimi kandidati za pobegle planete precej manjši in torej trdno v kategoriji plinastih planetov, kot sta Saturn in Jupiter v našem osončju, in ni morda majhna zvezda.
Pri tokratnem opazovanju so imeli astronomi tudi precej sreče. Po naključju je bil namreč na isti črti, kot se je zgodil pojav mikrolečenja, tudi vesoljski teleskop Gaia Evropske vesoljske agencije, ki je precej daleč stran od Zemlje.
Če se vrnemo k primerjavi z odsevom oziroma zajčkom, je to tako, kot če bi zajčka »ujeli« ne samo mi, ampak tudi naš prijatelj na vrhu hriba pred nami. Ker je bila Gaia tako daleč, je trenutek največje svetlosti opazila dve uri pred teleskopi na Zemlji. Iz tega so lahko veliko bolj natančno kot kadar koli prej izračunali oddaljenost pobeglega planeta, s tem pa tudi ocenili njegovo maso.
Menijo, da je nekoliko manjši od Saturna, drugega največjega planeta v našem osončju, in približno petkrat manjši od Jupitra. Opazovanja so zelo koristna tudi zato, ker dajejo znanstvenikom boljši občutek za oceno razdalj pobeglih planetov po drugih, sicer manj natančnih statističnih metodah.
Kako planet »pobegne«?
Večina nam znanih planetov, tudi v našem osončju, je nastala iz ostankov materiala, ki je obkrožal zvezdo ob njenem nastanku. Kako torej dobimo planet, ki ni vezan na nobeno zvezdo? Obstajata dve možni poti.
Prva vključuje interakcije, bodisi med planeti v sončnem sistemu bodisi zaradi srečanja med osončjem in mimoidočo zvezdo. Pod pravimi pogoji bi se planet lahko izstrelil iz svoje orbite v medzvezdni prostor. V tem primeru bi pričakovali, da bodo ti planeti podobni siceršnjim planetom – od majhnih, kamnitih teles, kakršna sta Zemlja in Mars, pa vse do plinastih velikanov, kot so Saturn, Jupiter in Neptun.
Druga pot bi bila podobna nastanku nove zvezde, le da je nastalo nebesno telo premajhno in premalo masivno, da bi se v njegovi sredici začel proces zlivanja vodika. Lahko bi jih torej opisali kot jalove zvezde. Tako nastane velik plinasti planet, po masi nekje med Jupitrom in rjavo pritlikavko.
Verjetno je, da pobegli planeti nastajajo na oba opisana načina, a smo zaradi neznanskih razdalj v vesolju precej omejeni pri njihovem opazovanju. Včasih ni druge poti, kot da imamo srečo.
