Polacy współodkrywcami "kopii" Układu Słonecznego

Informację o odkryciu nowego układu planetarnego, będącego przeskalowaną wersją Układu Słonecznego publikuje najnowszy numer tygodnika "Science".

W odkryciu układu, odległego od Ziemi o 4500 lat świetlnych, w którym dwie masywne planety - odpowiadające Jowiszowi i Saturnowi - krążą wokół przypominającej Słońce gwiazdy, znaczącą rolę odegrał zespół polskich astronomów z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego, kierowany przez prof. dr. hab. Andrzeja Udalskiego i pracujący w ramach projektu OGLE (the Optical Gravitational Lensing Experiment).

Jak wyjaśnił prof. Udalski, nowy układ planetarny został odkryty techniką zwaną mikrosoczewkowaniem grawitacyjnym. Zjawisko mikrosoczewkowania następuje wówczas, gdy obdarzony masą obiekt (gwiazda, planeta, czarna dziura itp.) przechodzi na niebie bardzo blisko świecącej w tle innej odległej gwiazdy - tłumaczy naukowiec. Pole grawitacyjne obiektu ugina, zgodnie z teorią względności Einsteina, światło gwiazdy tła i wzmacnia je tak, jak soczewka - dodaje.

Obserwując z Ziemi widzimy, że gwiazda tła jaśnieje w charakterystyczny sposób, gdy soczewka zbliża się i przechodzi przed nią, a następnie stopniowo słabnie wracając do swego zwykłego blasku, gdy obiekt soczewkujący oddala się od niej. Jeśli wokół gwiazdy soczewkującej krąży planeta, jej pole grawitacyjne może dodatkowo zakłócać światło odległej gwiazdy. W rezultacie obserwujemy dodatkowy efekt mikrosoczewkowania przez planetę, pozwalający na jej wykrycie - wyjaśnił Udalski.

Uczony zapewnił, że korzystając z tej metody można zwykle dokładnie określić, czy w pewnej odległości od gwiazdy macierzystej znajdują się planety. OGLE-2006-BLG-109 było zjawiskiem o bardzo dużym wzmocnieniu i przez to bardzo czułym na obecność planet w znacznym obszarze wokół gwiazdy macierzystej. Dzięki temu za jednym razem udało nam się odkryć dwie masywne planety oraz stwierdzić, że pomiędzy nimi a gwiazdą macierzystą układu nie ma innej planety masywnej, co oznacza, że jest tam miejsce dla mniejszych obiektów, na przykład dla planet typu ziemskiego. Podobną budowę ma Układ Słoneczny - powiedział Udalski.

26 marca 2006 roku zespół OGLE odkrył, że jedna z ponad 120 milionów obserwowanych gwiazd Centrum Galaktyki zaczęła jaśnieć w sposób charakterystyczny dla mikrosoczewek grawitacyjnych. Obiekt ten nazwano OGLE-2006-BLG-109. Dwa dni później systemy komputerowe monitorujące na bieżąco zachowanie odkrytych mikrosoczewek, zarejestrowały nagłą odchyłkę jasności od przewidywanego zachowania OGLE-2006-BLG-109, mogącą świadczyć o obecności planet krążących wokół obiektu soczewkującego - przypomniał prof. Udalski. Informacja o potencjalnej planecie została przekazana do zespołów obserwacyjnych na innych kontynentach.

5 kwietnia 2006 roku zjawisko mikrosoczewkowania osiągnęło swoje maksimum. Natomiast w ciągu kolejnych nocy, ku zaskoczeniu astronomów, jasność OGLE-2006-BLG-109 ulegała znaczącym zmianom - kolejnym odchyłkom od typowego mikrosoczewkowania przez pojedynczą gwiazdę. Według Udalskiego, świadczyło to o skomplikowanej strukturze obserwowanego układu.

Naukowiec podkreśla, że z uwagi na niecodzienny charakter zarejestrowanych zmian blasku OGLE-2006-BLG-109, interpretacja zjawiska nie była prosta. Kluczową rolę odegrali tu naukowcy z University of Notre Dame (USA), którzy ustalili, że jedynym pasującym do obserwacji modelem zjawiska jest system planetarny składający się z dwóch masywnych planet: pierwszej o masie 0,71 masy Jowisza, krążącej w odległości 2,3 odległości Ziemia-Słońce od swej macierzystej gwiazdy (analog Jowisza) i drugiej - o masie 0,27 masy Jowisza, odległej o 4,6 odległości Ziemia-Słońce od tejże gwiazdy (analog Saturna).

Pomimo że masa gwiazdy centralnej systemu OGLE-2006-BLG-109 jest równa zaledwie połowie masy Słońca i że jest ona chłodniejsza niż Słońce, odkryty system planetarny okazuje się zdumiewająco podobny do Układu Słonecznego. Stosunki mas planet i gwiazdy centralnej, jak również stosunki wzajemnych odległości i okresów obiegu planet, są niemal identyczne jak dla Słońca, Jowisza i Saturna. Układ planetarny OGLE-2006-BLG-109 jest więc przeskalowaną wersją Układu Słonecznego z mniej masywną gwiazdą centralną. Jest pierwszym systemem tak bardzo przypominającym ten, w którym żyjemy - komentuje prof. Udalski. Czy na tym kończą się podobieństwa, nie jesteśmy w stanie obecnie powiedzieć - zaznacz.

Projekt OGLE od lat pozostaje liderem światowym w dziedzinie mikrosoczewkowania. Każdego roku jego uczestnicy odkrywają około 600 nowych zjawisk. Badania prowadzone są w Chile i częściowo finansowane przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, Fundację na Rzecz Nauki Polskiej oraz Fundację Astronomii Polskiej.

Bieżące informacje o projekcie OGLE można znaleźć pod adresem: www.ogle.astrouw.edu.pl.