Sebuah tim peneliti di Universitas Oklahoma telah menemukan "benda-benda massa planet" di luar Bimasakti. Mereka ditemukan di satu galaksi bermata gravitasi, dan dalam satu kluster galaksi bermata gravitasi menggunakan teknik yang disebut quasar micro-lensing. Menurut para peneliti, objek massa planet adalah planet atau lubang hitam purba.
Deteksi ini adalah yang kedua dan ketiga dari jenis ini. Yang pertama terjadi pada 2018 yang melibatkan beberapa peneliti yang sama. Saat ini tidak ada cara untuk secara langsung mendeteksi objek seperti ini, dan tidak ada cara untuk membedakan antara planet dan lubang hitam kecil.
"Deteksi benda-benda bermassa planet, baik planet yang mengambang bebas atau lubang hitam purba, sangat berharga untuk memodelkan pembentukan bintang / planet atau alam semesta awal," kata penulis utama Dai dalam siaran pers. "Bahkan tanpa membusuk dua populasi, batas kita pada populasi black hole primordial sudah beberapa kali lipat di bawah batas sebelumnya dalam kisaran massa ini."
Makalah baru yang menguraikan temuan ini berjudul "Konfirmasi Benda Planet-Massa dalam Sistem Extragalactic." Para penulis adalah Saloni Bhatiani, Xinyu Dai, dan Eduardo Guerras. Makalah ini diterbitkan dalam The Astrophysical Journal.
Kami telah belajar banyak tentang keanekaragaman dan kelimpahan relatif planet-planet di galaksi Bima Sakti kita sendiri dalam beberapa tahun terakhir. Tetapi bagaimana dengan galaksi lain? Mereka sulit diselidiki pada tingkat perincian itu, yang berarti kita memiliki sedikit sekali bukti tentang planet ekstra-galaksi, hanya asumsi. Tapi teknik baru berdasarkan quasar micro-lensing memberi kita lebih banyak bukti.
Teknik ini bergantung pada cahaya dari Active Galactic Nuclei (AGN) atau quasar. Menggunakan cahaya itu, para peneliti dapat mempelajari spektrum dalam tanda tangan cahaya dari benda-benda planet. Ini memungkinkan mereka untuk "membatasi fraksi benda-benda bermassa planet ini sehubungan dengan halo galaksi." Benda-benda itu sekitar 0,01% dari total massa galaksi inangnya. Massa mereka berkisar dari massa Jupiter hingga Bulan dan memberikan batasan paling ketat pada kisaran massa ini.
Kedua sistem tersebut adalah Q J0158-4325 dan SDSS J1004 + 4112.
Benda-benda ini tidak terikat secara gravitasi, dan menurut para peneliti itu adalah salah satu dari dua hal: planet bebas mengambang nakal yang terlontar atau tersebar selama pembentukan bintang dan planet; atau lubang hitam primordial. Seperti yang dikatakan para peneliti dalam makalah mereka, "Analisis kami menunjukkan bahwa benda-benda bermassa planet yang tidak terikat adalah universal di galaksi, dan kami menduga benda-benda itu adalah planet bebas-mengambang atau lubang hitam purba."
“Kita dapat secara konsisten mengekstraksi sinyal dari objek massa planet di galaksi yang jauh. Ini membuka jendela baru dalam astrofisika. "
Saloni Bhatiani, Rekan Peneliti dan Ph.D. pelajar di OU.
Studi ini menunjukkan bahwa benda-benda bermassa planet cenderung universal di galaksi. Ini juga memberikan batasan pertama kali pada massa untuk wilayah intracluster cluster galaksi. Untuk lubang hitam primordial, batas-batas ini adalah beberapa urutan besarnya di bawah batas sebelumnya. Seperti yang mereka katakan dalam makalah mereka, "Planet ke bintang skala materi gelap astronomi juga dikenal sebagai benda halo kompak besar (MACHOs.) Itu sebelumnya dibatasi menjadi kurang dari 10% dari total massa Bimasakti." Tetapi karya ini menurunkan sekitar 0,01% dari total massa galaksi inangnya.
"Kami sangat senang dengan deteksi dalam dua sistem baru," kata Ph.D. siswa Saloni Bhatiani, yang merupakan salah satu peneliti. “Kita dapat secara konsisten mengekstraksi sinyal dari objek massa planet di galaksi yang jauh. Ini membuka jendela baru dalam astrofisika. "
Seperti yang dikatakan oleh makalah itu, “Jumlah kerapatan FFP (planet bebas mengambang) tidak hanya tergantung pada proses pengusiran yang terperinci, tetapi juga pada model pembentukan planet. Lubang hitam primordial diperkirakan terbentuk selama zaman inflasi dari fluktuasi kuantum. Oleh karena itu, benda-benda bermassa planet ini dapat berfungsi sebagai penyelidikan pembentukan bintang / planet dan proses hamburan, atau fisika fundamental di alam semesta paling awal di era inflasi. ”
Jadi karya ini sangat mengejutkan karena menegaskan keberadaan benda-benda bermassa planet ketika Semesta berusia setengah dari sekarang.
Data yang mendukung pekerjaan ini berasal dari Chandra X-ray Observatory NASA. Bukti pengamatan untuk benda-benda bermassa planet ini berasal dari sinyal microlensing yang muncul sebagai pergeseran dalam garis emisi sinar-X quasar. Pengukuran pengamatan ini dicocokkan dengan simulasi microlensing yang dihitung di OU Supercomputing Center for Education and Research.
Lubang hitam purba terbentuk di jagat raya awal. Mereka sebagian besar hipotetis, dan jika memang ada, mereka terbentuk pada detik pertama setelah Big Bang. Pada saat itu, alam semesta lebih padat daripada homogen, dan para astronom berpikir bahwa beberapa daerah yang padat dan panas dapat runtuh menjadi lubang hitam.
Untuk beberapa waktu, para ilmuwan, termasuk almarhum Stephen Hawking, berpikir bahwa materi gelap bisa menjadi lubang hitam purba. Tetapi teori itu tampaknya telah ditidurkan di sebuah makalah 2019.
Lebih:
- Siaran Pers: Kelompok Penelitian OU Mengonfirmasi Objek Massa Planet dalam Sistem Extragalactic
- Makalah Penelitian: Konfirmasi Objek Planet-massa dalam Sistem Extragalactic
- Majalah Luar Angkasa: Sekarang Kita Tahu Bahwa Materi Gelap Bukan Lubang Hitam Purba
