צוות חוקרים מאוניברסיטת אוקלהומה גילה "גופות המוניות פלנטריות" מחוץ לשביל החלב. הם התגלו בגלקסיה אחת עם עדשות כבידה, ובאשכול גלקסיה בעלת עדשה בכבידה עם טכניקה המכונה עדשת מיקרו קוואסאר. לטענת החוקרים, אובייקטים המוניים הפלנטריים הם כוכבי לכת או חורים שחורים קדומים.
הגילויים הללו הם השני והשלישי מסוג זה. הראשון אירע בשנת 2018 והשתתף בו כמה מאותם חוקרים. אין כרגע דרך לגלות ישירות עצמים כמו אלה, ואין דרך להבדיל בין כוכבי לכת לחורים שחורים קטנים.
"איתור של חפצים המוניים בכוכב הלכת, או כוכבי לכת צפים חופשית או חורים שחורים קדומים, הם בעלי ערך רב למודלים של היווצרות כוכב / כוכב לכת או יקום מוקדם," אמר המחבר הראשי דאי בהודעה לעיתונות. "אפילו בלי לפרק את שתי האוכלוסיות, המגבלה שלנו על אוכלוסיית החור השחורה הקדומה הם כבר כמה סדרי גודל מתחת לגבולות קודמים בתחום המוני הזה."
העיתון החדש המתווה ממצאים אלה נקרא "אישור של אובייקטים המוניים בכוכב במערכות אקסטרגלאקטיות." הכותבים הם סלוני בהטאני, שיינאו דאי ואדוארדו גרס. העיתון מתפרסם בכתב העת The Astrophysical.
למדנו רבות על המגוון והשפע היחסי של כוכבי לכת בגלקסיית שביל החלב שלנו בשנים האחרונות. אבל מה עם גלקסיות אחרות? קשה להם לחקור ברמת פירוט כזו, מה שאומר שיש לנו מעט מאוד הוכחות לגבי כוכבי לכת חוץ-גלקטיים, רק הנחות. אולם טכניקה חדשה המבוססת על עדשות מיקרו קוואזאר מעניקה לנו הוכחות נוספות.
הטכניקה מסתמכת על האור מגרעינים פעילים גלקטיים בהירים (AGN) או קוואזרים. בעזרת האור הזה החוקרים הצליחו לחקור את הספקטרום בחתימות האור של גופי הפלנטה. זה איפשר להם "להגביל את חלקם של אובייקטים אלה המוניים בכוכב הלכת ביחס להילה הגלקטית." העצמים הם בערך 0.01% מכלל המסה של גלקסיות המארח שלהם. ההמונים שלהם נעים בין צדק למסת ירח ומספקים את האילוצים המחמירים ביותר בטווח המונים הזה.
שתי המערכות הן Q J0158-4325 ו- SDSS J1004 + 4112.
עצמים אלה אינם קשורים בכבידה, ולדברי החוקרים הם אחד משני דברים: כוכבי לכת צפים חופשיים שהופלו או פזורים במהלך היווצרות כוכבים וכוכבי לכת; או חורים שחורים קדומים. כפי שאומרים החוקרים במאמרם, "הניתוח שלנו מצביע על כך שאובייקטים המוניים של כדור הארץ אינם קשורים הם אוניברסליים בגלקסיות, ואנחנו משערים שהאובייקטים יהיו כוכבי לכת צפים חופשיים או חורים שחורים קדומים."
"אנו יכולים לחלץ בעקביות אותות מחפצי מסת כדור הארץ בגלקסיות מרוחקות. זה פותח חלון חדש באסטרופיזיקה. "
סלוני בהיאני, חוקר משותף ודוקטורט. סטודנט ב- OU.
מחקר זה מראה כי ככל הנראה, אובייקטים בעלי מסה פלנטרית הם אוניברסליים בגלקסיות. זה גם מספק את האילוצים הראשונים אי פעם על המסה עבור האזור התוך מוחי של אשכול גלקסיות. עבור חורים שחורים קדומים, גבולות אלה הם מספר סדרי גודל מתחת לגבולות הקודמים. כפי שהם אומרים במאמרם, "כוכב הלכת בחומר אפלונומי בקנה מידה מהמם מכונה גם חפצי הילה מסיביים (MACHOs.) בעבר הוגבל שהוא פחות מ -10% מהמסה הכוללת של שביל החלב." אבל עבודה זו מביאה את זה לכ- 0.01% מכלל המסה של הגלקסיות המארחות שלהם.
"אנו נרגשים מאוד מהגילוי בשתי מערכות חדשות," אמר דוקטור. הסטודנט סלוני בהטאני, שהיה אחד החוקרים. "אנו יכולים לחלץ בעקביות אותות מחפצי מסת כדור הארץ בגלקסיות מרוחקות. זה פותח חלון חדש באסטרופיזיקה. "
כפי שנאמר בעיתון, "צפיפות המספרים של FFPs (כוכבי לכת צפים בחופשיות) אינה תלויה רק בתהליכי הפליטה המפורטים, אלא גם במודלים של היווצרות כדור הארץ. יש לחשוב כי נוצרים חורים שחורים קדומים במהלך תקופת האינפלציה מתנודות קוונטיות. לפיכך, אובייקטים מסה-כוכב-לכת אלה יכולים לשמש בדיקה של התהוות ופיזור כוכב / כוכב-לכת, או של פיזיקה בסיסית ביקום המוקדם מאוד בעידן האינפלציה. "
אז העבודה הזו בולטת מכיוון שהיא מאשרת את קיומם של חפצים בעלי מסה פלנטרית כשהיקום היה חצי מהגיל שהוא עכשיו.
הנתונים התומכים בעבודה זו הגיעו ממצפה הרנטגן של צ'נדרה של נאס"א. העדויות התצפיתיות לאובייקטים המוניים מכוכב הלכת אלו נגזרו מאותות המיקרו-רזולוציה המופיעים כמשמרות בקו פליטת הרנטגן של הקוואזר. מדידות תצפיתיות אלו הותאמו עם הדמיות מיקרולנסציה אשר חושבו במרכז מחשבי העל לחינוך ומחקר OU.
חורים שחורים קדומים שנוצרו ביקום המוקדם. הם ברובם היפותטיים, ואם הם קיימים, הם נוצרו בשנייה הראשונה אחרי המפץ הגדול. באותה תקופה, היקום היה גושני ולא הומוגני, ואסטרונומים חושבים שכמה אזורים צפופים וחמים יכלו לקרוס לחורים שחורים.
במשך זמן מה, מדענים, כולל סטיבן הוקינג המנוח, חשבו שחומר אפל יכול להיות חורים שחורים קדומים. אולם נראה כי התיאוריה הזו הושמה במיטה בעיתון משנת 2019.
יותר:
- הודעה לעיתונות: קבוצת המחקר של ה- OU מאשרת אובייקטים של מסת כדור הארץ במערכות אקסטרגלאקטיות
- מאמר מחקר: אישור של אובייקטים המוניים בכדור הארץ במערכות אקסטרגלאקטיות
- מגזין החלל: עכשיו אנו יודעים שחומר אפל אינו חורים שחורים קדומים
