Se un sistema solare è una famiglia, poi alcuni pianeti lasciano casa presto, che lo vogliano o no. Una volta che hanno lasciato l'abbraccio gravitazionale della loro famiglia, sono praticamente destinati a vagare per sempre nello spazio interstellare, non legato a nessuna stella.

Agli astronomi piace chiamare questi vagabondi "pianeti canaglia, " e stanno migliorando nel trovarli. Un team di astronomi ha trovato uno di questi furfanti alla deriva che ha circa la stessa massa di Marte o della Terra.

Trovare qualcosa nello spazio profondo che non emette luce propria è estremamente impegnativo. Ma due organizzazioni stanno facendo proprio questo. Sono la collaborazione Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) e la collaborazione Korean Microlensing Telescope Network (KMTN).

Ora, un team di scienziati di entrambi i gruppi ha annunciato la scoperta di un pianeta canaglia di piccola massa. Non ci sono stelle vicino ad esso, e la sua distanza dalla Terra non è confermata. Il team afferma che dimostra che la tecnica del microlensing è efficace nel trovare pianeti di massa terrestre che fluttuano liberamente nello spazio.

Il documento che presenta questa scoperta è intitolato "Un candidato pianeta canaglia di massa terrestre rilevato nell'evento di microlenti su scala più breve". Ci sono 30 autori elencati come contributori per questo lavoro, e l'autore principale è Przemek Mróz, uno studioso post-dottorato in astronomia al Caltech. Il documento è disponibile sul sito di prestampa arxiv.org.

Gli astronomi pensano che nei primi giorni di un sistema solare, alcuni pianeti di piccola massa verranno espulsi dalla presa gravitazionale della stella. Le cose possono essere caotiche nei primi giorni, e le interazioni gravitazionali tra la stella e tutti i pianeti a volte possono inviare piccoli pianeti nello spazio per difendersi da soli. "Secondo le teorie sulla formazione dei pianeti, come la teoria dell'accrescimento del nucleo, le masse tipiche dei pianeti espulsi dovrebbero essere comprese tra 0,3 e 1,0 masse terrestri, " scrivono gli autori.

Trovare questi minuscoli corpi nella vasta oscurità dello spazio richiede un approccio innovativo:la lente gravitazionale.

La lente gravitazionale richiede due cose:una fonte di luce lontana, di solito una stella, e un oggetto più vicino con massa sufficiente per agire come una lente e per piegare la luce dalla sorgente luminosa. In questo caso, il pianeta di piccola massa funge da lente. E a seconda di quanto la luce della stella lontana è influenzata dall'oggetto in primo piano, gli astronomi possono imparare un bel po'.

Un oggetto relativamente piccolo come un pianeta di piccola massa non piega molta luce, e non per troppo tempo, o. Nella loro carta, dicono gli autori, "Si prevede che gli eventi di microlensing dovuti a pianeti canaglia di massa terrestre avranno raggi angolari di Einstein estremamente piccoli (0,1 µas) e tempistiche estremamente brevi (0,1 giorni)." Secondo gli autori, questa è la "microlente a breve termine più estrema scoperta fino ad oggi".

Negli ultimi due decenni, la conoscenza degli esopianeti è esplosa. Ora ne conosciamo migliaia, e ci aspettiamo che quasi ogni stella ospiti dei pianeti. Tutta questa conoscenza ha portato a teorie e modelli aggiornati sulla formazione del pianeta e del sistema solare. E quei modelli mostrano che dovrebbero esserci molti pianeti canaglia che sono stati espulsi dai loro sistemi.

Il lavoro teorico mostra che potrebbero esserci miliardi, o anche trilioni, di pianeti fluttuanti nella Via Lattea. Nel loro lavoro, gli autori elencano i modi in cui questi pianeti possono rimanere orfani:dispersione pianeta-pianeta; interazioni dinamiche tra pianeti giganti che portano alla distruzione orbitale di pianeti più piccoli, pianeti interni; interazioni tra le stelle in sistemi binari o trinari e ammassi stellari; sorvoli stellari; e l'evoluzione della stella ospite oltre la sequenza principale.

Microlensing offre un metodo per trovare questi piccoli pianeti canaglia. Ma è difficile. Non è la loro oscurità il problema. È che gli eventi di microlente per corpi così piccoli sono su una scala temporale molto breve a causa delle loro dimensioni. Il pianeta appena scoperto, che è stato denominato "OGLE-2016-BLG-1928, " è stato scoperto in un evento di microlenti che è durato solo 41,5 minuti. Non è molto tempo per raccogliere dati dettagliati.

Solo altri quattro piccoli pianeti canaglia come questo sono stati trovati prima, ciascuno in un evento di microlentistica di breve durata. Insieme, questi eventi forniscono "una forte evidenza per una popolazione di pianeti canaglia nella Via Lattea, " scrivono gli autori.

I ricercatori hanno affrontato una serie di difficoltà non solo nel rilevare questo evento, ma nel determinare che era, infatti, un pianeta.

"Come nel caso di altri eventi di microlensing di breve durata, non possiamo escludere la presenza di una lontana compagna stellare, " scrivono. Sono stati in grado di escludere qualsiasi compagna stellare a una distanza di sole 8 UA. Ma molti pianeti orbitano attorno alle loro stelle a distanze molto maggiori di quella.

Questo pianeta è stato anche trovato "... al limite degli attuali limiti di rilevamento di eventi di microlenti a breve termine, " afferma il documento. Gli autori affermano che ciò evidenzia la difficoltà delle ricerche di tali eventi. L'evento è stato rilevato con relativamente pochi punti dati, anche:solo 15. (11 erano di OGLE e quattro erano di KMTN.)

Il piccolo numero di punti dati nel rilevamento significa che "la parte in declino della curva di luce non è completamente coperta dalle osservazioni". Questa carenza di dati significa che c'è qualche incertezza sulla natura dell'evento di microlensing, e qualche incertezza sul fatto che in realtà sia un pianeta. Parte di questa incertezza deriva dalla stessa stella di sfondo.

"La stella sorgente si trova nel ramo della gigante rossa nel diagramma colore-magnitudine, e alcuni giganti sono noti per produrre brillamenti stellari, " scrivono gli autori. Potrebbero escludere definitivamente i brillamenti stellari come causa dell'evento, piuttosto che un pianeta canaglia? "... le proprietà dell'evento (la sua durata, ampiezza, e la forma della curva di luce) non corrispondono a quelli delle stelle fiammeggianti." concludono.

Ma anche con le incertezze, questa scoperta è ancora importante. "Così, l'obiettivo è uno dei migliori candidati per un pianeta canaglia di massa terrestre rilevato fino ad oggi, " scrivono. Anche se la loro misurazione della massa per l'oggetto è alquanto ambivalente, le altre proprietà dell'evento sono "... coerenti con il fatto che la lente è un oggetto sub-massa terrestre senza compagne stellari fino alla distanza proiettata di circa 8 au dal pianeta".

I pianeti canaglia hanno quasi zero potenziale per ospitare la vita, quindi potrebbero non diventare un campo di studio significativo come la ricerca di esopianeti. Ma sono ancora intriganti, e come tutto il resto, contengono indizi su come funziona la natura.

Nel futuro, il telescopio spaziale romano Nancy Grace aiuterà nella ricerca di pianeti canaglia. Ha molto sul piatto della sua missione, inclusi alcuni problemi enormi come l'energia oscura, e alcuni compiti attesi con impazienza come l'imaging di esopianeti e l'ottenimento di spettri delle loro atmosfere.

Ma parte del suo lavoro è anche trovare pianeti canaglia fluttuanti piccoli come Marte. L'ultra potente telescopio spaziale condurrà un'ampia indagine con microlenti per trovare altri di questi pianeti. I suoi risultati ci aiuteranno a capire meglio come il nostro sistema solare è all'altezza degli altri.

"Man mano che la nostra visione dell'universo si è ampliata, ci siamo resi conto che il nostro sistema solare potrebbe essere insolito, " ha detto Sansone Johnson, uno studente laureato alla Ohio State University di Columbus, in un comunicato stampa. "Roman ci aiuterà a saperne di più su come ci adattiamo allo schema cosmico delle cose studiando i pianeti canaglia".