I 2005 la Warren Brown fra Smithsonian Astrophysical Observatory merke til noe ganske uvanlig på himmelen: en stjerne som reiser ut fra Melkeveis galaksen med omtrent 1, 5 millioner kilometer i timen. Den merkelige oppdagelsen kunne bare forklares med en enda fremmed prediksjon, gjort nesten to tiår tidligere av en astronom ved navn JG Hills.
"Han spådde at hvis du har to stjerner som går i bane rundt hverandre - et såkalt binært system - og de kommer for nær det sentrale sorte hullet i Melkeveien, vil de bli revet fra hverandre, " sier SAO-astrofysikeren Avi Loeb. "En av stjernene vil gå inn i en tettere bane rundt det sorte hullet, og den andre vil bli kastet ut av galaksen."
Siden Browns oppdagelse i 2005 er det observert minst 21 hypervelocity-stjerner (som de har blitt kalt for å bli kalt) som farter ut av galaksen vår. Men først nylig var det noen som så for å se om det også kan være hypervelocity-planeter. "Min samarbeidspartner Idan Ginsburg og jeg jobbet med hypervelocity-stjerner, og på et tidspunkt snakket jeg med ham om å kanskje se på planeter, " sier Loeb. "En dag ved lunsj klikket det: vi kunne faktisk skrive et papir om dem, fordi det er en metode for å finne dem."
En kunstners oppfatning av en løslat hypervelocity-planet. Bilde takket være David Aguilar, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
Loeb hadde innsett at en planet som går i bane rundt en av disse hypervelocity-stjernene kunne observeres av det som kalles transittmetoden: når en fjern planet krysser mellom stjernen og teleskopet vårt, dimmes lyset fra stjernen lett, noe som indikerer planetens tilstedeværelse. Først måtte han og Ginsburg imidlertid bestemme om disse planetene teoretisk kunne eksistere i utgangspunktet. Beregningene deres, som ble publisert forrige uke i the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, gikk ut over det han hadde mistenkt.
Hypervelocity-planeter kan faktisk eksistere - og i følge forskningsteamets simuleringer kan de komme til hastigheter så høye som 30 millioner kilometer i timen, noe som gjør dem til noen av de raskest bevegelige objektene i det kjente universet.
"Vi spurte hva som ville skje hvis det var planeter rundt hypervelocity-stjerner, " sier Loeb. "Så vi startet med en simulering av et binært system, og drysset deretter planeter rundt hver av stjernene." Beregningene deres viste at hvis det binære stjernesystemet ble dratt fra hverandre av tyngdekrefter i nærheten av galakas sentrale sorte hull, var en liten prosentandel av planetene ville holde seg bundet til en av stjernene, enten følge dem på reisen ut av galaksen, eller dykke nærmere ned i dypet av det sorte hullet. Flertallet av planetene ville imidlertid bli kastet bort fra foreldrenes stjerner og reist enda raskere til kantene av Melkeveien.
"Farten deres kan nå opp til ti tusen kilometer i sekundet - noen få prosent av lysets hastighet, " sier Loeb. "Hvis du ser for deg en sivilisasjon som bor på en slik planet, ville de ha en enorm reise." Seilasen fra sentrum av galaksen til kanten av det observerbare universet, sier han, vil ta 10 milliarder år.
Den potensielle eksistensen av hypervelocity-planeter er langt mer enn bare en nysgjerrighet, siden den vil gi oss informasjon om forhold nær sentrum av galaksen, og om planeter til og med kan dannes der. "Det er et veldig uvanlig miljø, fordi tettheten av stjerner der er mer enn en million ganger enn tettheten i nærheten av solen, " sier Loeb. "Det er en veldig høy temperatur, og nå og da blir det sorte hullet i sentrum matet av gass, så det lyser veldig lyst, noe som i prinsippet kan forstyrre et system som prøver å lage planeter." Hans teams beregninger viste at, Hvis planeter faktisk kan dannes i dette området, bør de være observerbare når de er bundet til hypervelocity-stjerner.
Ingen av disse planetene er blitt oppdaget, men Loeb håper at noen vil bli funnet i årene som kommer. Akkurat som astronomer nylig har oppdaget hundrevis av ekstrasolare planeter som bruker transittmetoden som en del av NASAs Kepler Mission, kan de granske hypervelocity-stjernene på omtrent samme måte for å oppdage disse løslatte planetene. Og hvis ting skrider frem på samme tidsrom som JG Hills '1988 prediksjon av hypervelocity-stjerner, kan Loeb forvente å få sine spådommer bekreftet i løpet av hans levetid - en gang rundt året 2029.
