Un gruppo di ricerca dell'Università dell'Oklahoma sta segnalando il rilevamento di oggetti extragalattici di massa planetaria in una seconda e terza galassia oltre la Via Lattea dopo il primo rilevamento nel 2018. Con le risorse di osservazione esistenti, è impossibile rilevare direttamente oggetti di massa planetaria oltre la Via Lattea e misurare la sua popolazione planetaria canaglia.

I membri del gruppo includono Xinyu Dai, professore associato presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia di Homer L. Dodge, UO Collegio delle Arti e delle Scienze, con dottorato di ricerca lo studente Saloni Bhatiani e l'ex ricercatore postdottorato Eduardo Guerras.

"Il rilevamento di oggetti di massa planetaria, o pianeti fluttuanti o buchi neri primordiali, sono estremamente preziosi per la modellazione della formazione di stelle/pianeti o dell'universo primordiale, " disse Dai. "Anche senza scomporre le due popolazioni, i nostri limiti sulla popolazione primordiale di buchi neri sono già di alcuni ordini di grandezza al di sotto dei limiti precedenti in questo intervallo di massa".

Il gruppo di ricerca ha identificato una nuova tecnica che utilizza il microlensing di quasar per sondare la popolazione del pianeta all'interno di sistemi extragalattici distanti. Sono stati in grado di vincolare la frazione di questi oggetti di massa planetaria rispetto all'alone galattico studiando le loro firme di microlenti nello spettro delle immagini con lenti di nuclei galattici attivi luminosi distanti.

Il gruppo ha ipotizzato che questi oggetti non legati fossero pianeti fluttuanti o buchi neri primordiali. I pianeti fluttuanti sono stati espulsi o dispersi durante la formazione stellare/planetaria. I buchi neri primordiali si formano nella prima fase dell'universo a causa della fluttuazione quantistica. I risultati sono significativi in ​​quanto confermano che gli oggetti di massa planetaria sono davvero universali nelle galassie. Inoltre, i primi vincoli in assoluto all'intervallo di massa del pianeta all'interno della regione intracluster di un ammasso di galassie sono presentati qui.

I vincoli sui buchi neri di massa primordiale nell'intervallo di massa del pianeta sono di pochi ordini di grandezza al di sotto dei limiti precedenti.

"Siamo molto entusiasti dei rilevamenti in due sistemi di notizie, " ha detto Bhatiani. "Possiamo estrarre costantemente segnali da oggetti di massa del pianeta in galassie lontane. Questo apre una nuova finestra in astrofisica".

I dati osservativi utilizzati per questo lavoro provengono da osservazioni decennali condotte dall'osservatorio a raggi X Chandra della NASA. Le prove osservative per questi oggetti di massa planetaria sono state derivate dai segnali di microlenti che appaiono come spostamenti nella linea di emissione dei raggi X del quasar. Queste misurazioni osservative sono state confrontate con le simulazioni di microlenti che sono state calcolate presso l'OU Supercomputing Center for Education and Research.

Il confronto dei modelli del gruppo di ricerca con i tassi di microlenti osservati ha permesso loro di limitare la frazione di questi oggetti di massa planetaria nei due sistemi extragalattici a circa lo 0,01% della massa totale. Questo lavoro è un follow-up del precedente lavoro di ricerca svolto da Dai e Guerras che ha fornito la prima prova indiretta dell'esistenza di pianeti fluttuanti al di fuori della Via Lattea.

I due sistemi sono Q J0158-4325 e SDSS J1004+4112. Essere in grado di confermare l'esistenza di oggetti di massa planetaria in un ammasso di galassie quando l'universo aveva metà della sua età attuale è abbastanza straordinario. L'analisi del gruppo conferma l'esistenza di questi oggetti su scala planetaria che vanno da Giove alla massa della Luna a distanze extragalattiche e fornisce i vincoli più rigorosi a questo intervallo di massa. Questi risultati sono in accordo con i vincoli attuali per gli oggetti di massa planetaria non legati all'interno della Via Lattea. I risultati sono pubblicati nel numero di novembre 2019 del Giornale Astrofisico .