Når astronomer opdager nye eksoplaneter, gør de det typisk ved hjælp af en af to teknikker. For det første er der den berømte transitteknologi, der ser efter lette dip i lyset, når en planet passerer foran sin værtsstjerne, og for det andet er den radiale hastighedsteknik, der registrerer bevægelsen af en stjerne på grund af dens tyngdepunkt.
Men så er der gravitationsmikrolensering, den sandsynlige forstørrelse af lyset fra en fjern stjerne med massen af en forgrundsstjerne og dens planeter på grund af forvrængningen i rumtidsstoffet. Selvom denne teknik lyder næsten usandsynlig, er den så nøjagtig, at enhver detektion springer over at nominere planeter som kandidater og straks verificerer dem som bona fide verdener.
Men uden opfølgningsobservationer kæmper mikrolenseringsteknikken med at karakterisere den utroligt svage værtsstjerne. Nu har et team af internationale astronomer ledet af ph.d.-kandidat Jennifer Yee fra Ohio State University opdaget den første mikroløsningssignatur, kærligt kaldet MOA-2013-BLG-220Lb, der ligner en bekræftet planet, der kredser rundt en kandidat brun dværg - et objekt så svagt fordi det ikke er massivt nok til at starte kernefusion i kernen.
Materiale - uanset hvor stort eller lille - kurver rummet i rumtiden. Det kan i sidste ende fungere som en linse ved at krumme baggrundslyset omkring det og derfor forstørre baggrundskilden. Ved mikrolensering er den mellemliggende sag simpelthen en svag stjerne eller måske et planetarisk system.
"Når 'linsesystemet' passerer foran en fjern baggrundstjerne, ændres forstørrelsen af den baggrundstjerne som en funktion af tiden," fortalte Yee til Space Magazine. "Ved at måle baggrundsstjernens skiftende forstørrelse kan vi lære om linsestjernen og måske om den har en planet eller ej."
I et planetarisk system forstærkes lyset fra baggrundstjernen, når forgrundsstjernen passerer foran den. Hvis der er en cirkelende planet, vil der være en ekstra cusp i lysstyrke (i mindre grad, men alligevel en fortælling detektion dog).
I øjeblikket planetsystemet transiterer foran baggrundsstjernen (og i mange år efter) kan vi ikke adskille de to objekter. Mens baggrundsstjernens lys kan forstærkes stærkt, er dets billede forvrænget, fordi dens lys smelter sammen med planetsystemet.
Så mikrolsensignaturen kan ikke fortælle astronomer noget om linsesystemets stjerne. "Det er usædvanligt," fortalte Andrew Gould, Yee's ph.d.-rådgiver og medforfatter på papiret, til Space Magazine. ”I andre teknikker har mennesker bestemt fundet en stjerne, og de kæmper for at opdage planeten. Men mikrolensering er netop det modsatte. Vi opdager planeten meget tydeligt, men vi kan ikke registrere værtstjernen. ”
Imidlertid frigiver mikrolsensignaturen linsesystemets rette bevægelse - den tilsyneladende ændring i afstand over tid - når den passerer foran baggrundsstjernen. MOA-2013-BLG-220Lb's rigtige bevægelse er ekstremt høj og indkobler 12,5 milliarcsekunder (en afstand på himlen, der er 2400 gange mindre end fuldmånens størrelse) pr. År. Dette er omtrent tre gange højere end gennemsnittet.
En høj korrekt bevægelse kan være forårsaget af et objekt, der er meget tæt på og bevæger sig langsomt, eller et meget langt objekt bevæger sig hurtigt. Da de fleste stjerner har en tendens til ikke at bevæge sig i høje hastigheder, antager holdet, at objektet er relativt tæt, og placerer det i en afstand af 6.000 lysår.
Med en fast afstand er holdet også i stand til at antage en masse for objektet. Det vejer ind under brintforbrændingsgrænsen og betragtes derfor som den bedste brun dværgkandidatmikrolensering, der har fundet.
”Det dobbeltkantede sværd ved mikrolensering er, at der ikke kræves noget lys fra linsestjernen,” fortalte Yee til Space Magazine. ”På den ene side kan mikrolensering finde planeter omkring mørke eller svage genstande som brune dværge. Bagsiden er, at det er meget vanskeligt at karakterisere linsestjernen, hvis dens lys ikke registreres. ”
Astronomer bliver nødt til at vente til 2021 for at se på objektivsystemet igen. Denne tidsramme er, hvor lang tid vi forventer, at det vil tage, før den kandidatbrune dværg adskiller sig markant på himlen fra baggrundstjernen. Når det først er gjort, vil astronomer være i stand til at kontrollere, om kandidaten virkelig er en brun dværg.
Papiret kan downloades her.
