Астрономы впервые «обнаружили» планеты в другой галактике

Первое обнаружение планеты, находящейся за пределами Солнечной системы, стало самым настоящим научным достижением. Первые открытые экзопланеты были обнаружены с помощью наземных обсерваторий, поэтому поначалу их число было немногочисленным. Но с запуском новых, более мощных космических телескопов, таких как Кеплер, число открытых миров начало стремительно расти. К февралю этого года ученые подтвердили обнаружение 3728 экзопланет, расположенных в 2794 системах, в 622 из которых имеется больше одной планеты.

Совсем недавно астрономы сообщили о новом достижении. Астрофизики из Университета Оклахомы (США) впервые в истории провели наблюдение за планетами, располагающимися в другой галактике. Используя предсказательный метод, описанный в общей теории относительности Эйнштейна, команда ученых обнаружила доказательства наличия планет в галактике, расположенной примерно в 3,8 миллиарда световых лет от нас.

Статья, описывающая детали открытия и называющаяся «Зондирование других галактик с помощью метода квазарного микролинзирования», была недавно опубликована в журнале Astrophysical Journal Letters. Руководителями исследования выступали кандидат наук Синью Дай и профессор Эдуардо Геррас с кафедры физики и астрономии Оклахомского университета.

Для своего исследования астрофизики использовали метод гравитационного микролинзирования, где в качестве линзы выступает какой-нибудь массивный астрономический объект вроде звезды, которая с помощью своих гравитационных полей изменяет направление и фокусирует распространение электромагнитного излучения, подобно тому как обычная линза изменяет направление светового луча. Гравитационное микролинзирование является уменьшенным по масштабам методом гравитационного линзирования. В последнем в качестве линзы выступает уже гораздо более крупные объекты вроде галактик или даже скоплений галактик, которые изменяют направление света наблюдаемого объекта, находящегося за линзой. Оба варианта используются в транзитном методе обнаружения планет. Когда планета проходит мимо звезды относительно наблюдателя (то есть совершает транзит), свет звезды изменяется соответственно, и таким образом ученые могут определить наличие планеты.

В дополнение к методу микролинзирования, который позволяет определять наличие объектов, расположенных только на действительно очень больших дистанциях от нас (речь идет о миллиардах световых лет), исследователи использовали данные с космической рентгеновской обсерватории «Чандра» для изучения квазара RX J1131–1231. В первую очередь ученых интересовали свойства микролинзирования сверхмассивной черной дыры, расположенной рядом с этим квазаром.

Помимо этого, для расчета использовавшихся моделей микролинзирования ученые также задействовали вычислительные мощности суперкомпьютера. В рамках анализа данных исследователи обнаружили энергетические сдвиги, которые могли бы объясняться наличием примерно 2000 несвязанных между собой планет, располагающихся между квазаром и Землей, с массами, варьирующимися от массы Луны и до Юпитера.

Изображение гравитационной линзы галактики RX J1131-1231 с линзовидной галактикой в центре и четырьмя изображениями квазара, находящимися на фоне. Исследователи предполагают, что на этом изображении в центре эллиптической галактики находятся триллионы планет

«Мы очень рады этому открытию. Впервые планеты были обнаружены за пределами нашей галактики. Именно наличие планет лучше всего может объяснить те сигнатуры, которые нами наблюдались в рамках исследования с использованием метода микролинзирования. С помощью моделирования данных и анализа высоких частот этих сигнатур, мы попытались выяснить массу их источников», — прокомментировал Синью Дай в опубликованном пресс-релизе.

С помощью метода микролинзирования ученые уже обнаружили 53 планеты внутри Млечного Пути, однако это первый случай, когда астрономам удалось обнаружить признаки наличия планет в других галактиках. Как и в случае экзопланет, находящихся за пределами Солнечной системы, ученые до этого момента не были уверены в том, что планеты могут иметься и в других галактиках. Данное открытие выводит исследования пространства за пределами Солнечной системы на по-настоящему новый уровень.

Эдуардо Геррас отмечает, что открытие стало возможным благодаря существенному развитию за последние годы как методов моделирования, так и аппаратных средств.

«Это пример того, насколько эффективными могут быть наши методы анализа данных экстрагалактического микролинзирования. Эта галактика расположена примерно в 3,8 миллиарда световых лет от нас, и у нас нет никакой возможности вести наблюдение за этими планетами напрямую. Даже самые лучшие наши телескопы на такое не способны. Такое можно представить только в научной фантастике. Тем не менее мы действительно способны вести их изучение, подтвердив не только их существование, но даже предположив их массы».

В ближайшие годы должны открыться и заработать сразу несколько новых и самых современных обсерваторий, которые позволят совершать еще более удивительные открытия. Космический телескоп Джеймс Уэбб, Европейский чрезвычайно большой телескоп, телескоп Colossus – вот лишь несколько имен из списка.