Wanneer astronomen nieuwe exoplaneten detecteren, doen ze dat meestal met een van twee technieken. Ten eerste is er de beroemde transitietechniek, die op zoek is naar lichte dipjes in het licht terwijl een planeet voor zijn gastheerster passeert, en ten tweede is er de radiale snelheidstechniek, die de beweging van een ster detecteert vanwege de zwaartekracht van zijn planeet.
Maar dan is er de zwaartekracht microlensing, de toevallige vergroting van het licht van een verre ster door de massa van een voorgrondster en zijn planeten als gevolg van de vervorming in het weefsel van de ruimtetijd. Hoewel deze techniek bijna onwaarschijnlijk klinkt, is het zo nauwkeurig dat elke detectie het nomineren van planeten als kandidaten overslaat en ze onmiddellijk verifieert als bonafide werelden.
Maar zonder vervolgwaarnemingen worstelt de microlensingstechniek met het karakteriseren van de ongelooflijk zwakke gastheerster. Nu heeft een team van internationale astronomen onder leiding van promovendus Jennifer Yee van de Ohio State University de eerste microlensing-handtekening gedetecteerd, liefdevol MOA-2013-BLG-220Lb genoemd, die eruitziet als een bevestigde planeet die om een kandidaat-bruine dwerg draait - een zo zwak voorwerp omdat het niet massief genoeg is om kernfusie in zijn kern te starten.
Materie - hoe groot of klein ook - buigt de stof van de ruimtetijd. Het kan uiteindelijk als een lens werken door het achtergrondlicht eromheen te buigen en daardoor de achtergrondbron te vergroten. Bij microlensing is de tussenliggende materie gewoon een zwakke ster of misschien een planetair systeem.
"Als het‘ lenssysteem ’voorbij een verre ster op de achtergrond passeert, verandert de vergroting van die achtergrondster als functie van de tijd, 'vertelde Yee aan Space Magazine. "Door de veranderende vergroting van de achtergrondster te meten, kunnen we meer te weten komen over de lensster en misschien of hij al dan niet een planeet heeft."
In een planetair systeem zal het licht van de achtergrondster worden vergroot wanneer de voorgrondster ervoor passeert. Als er een ronddraaiende planeet is, zal er een extra punt in helderheid zijn (in mindere mate maar toch een veelbetekenende detectie).
Op het moment dat het planetaire systeem voor de achtergrondster doorgaat (en vele jaren daarna) kunnen we de twee objecten niet scheiden. Hoewel het licht van de achtergrondster sterk kan worden vergroot, is het beeld vervormd omdat het licht opgaat in het planetaire systeem.
De signatuur van microlensing kan astronomen dus niets vertellen over de ster van het lenssysteem. "Het is buitengewoon", vertelde Andrew Gould, Yee's PhD-adviseur en co-auteur op papier, aan Space Magazine. "Bij andere technieken hebben mensen zeker een ster gedetecteerd en worstelen ze om de planeet te detecteren. Maar microlensing is precies het tegenovergestelde. We detecteren de planeet heel duidelijk, maar we kunnen de gastster niet detecteren. "
De handtekening van microlensing geeft echter de juiste beweging van het lenssysteem weg - de schijnbare verandering in afstand in de tijd - wanneer het voor de achtergrondster voorbijgaat. De eigen beweging van MOA-2013-BLG-220Lb is extreem hoog, met een kloksnelheid van 12,5 millisec seconden (een afstand aan de hemel die 2400 keer kleiner is dan de grootte van de volle maan) per jaar. Dit is ongeveer driemaal hoger dan gemiddeld.
Een zeer goede beweging kan worden veroorzaakt door een object dat erg dichtbij is en langzaam beweegt of door een object op grote afstand dat snel beweegt. Aangezien de meeste sterren niet met hoge snelheid bewegen, gaat het team ervan uit dat het object relatief dichtbij is en plaatst het op een afstand van 6000 lichtjaar.
Met een vaste afstand kan het team ook een massa aannemen voor het object. Het weegt onder de waterstofverbrandingslimiet en wordt daarom beschouwd als de beste bruine dwergkandidaat-microlensing die is gedetecteerd.
"Het tweesnijdend zwaard van microlensing is dat er geen licht van de lensster nodig is," vertelde Yee aan Space Magazine. “Aan de ene kant kan microlensing planeten vinden rond donkere of vage voorwerpen zoals bruine dwergen. De keerzijde is dat het erg moeilijk is om de lensster te karakteriseren als het licht niet wordt gedetecteerd. "
Astronomen zullen tot 2021 moeten wachten om het lenssysteem opnieuw te bekijken. Dit tijdsbestek is hoe lang we verwachten dat het duurt voordat de kandidaat-bruine dwerg aanzienlijk aan de hemel scheidt van de achtergrondster. Zodra dit is gebeurd, kunnen astronomen verifiëren of de kandidaat al dan niet echt een bruine dwerg is.
Het papier kan hier worden gedownload.
