Om ett solsystem är en familj, sedan går vissa planeter hemifrån tidigt vare sig de vill eller inte. När de väl har lämnat sin familjs gravitationella famn, de är i stort sett avsedda att driva genom det interstellära rymden för alltid, obunden till någon stjärna.

Astronomer tycker om att kalla dessa driftare "skurkplaneter, " och de blir bättre på att hitta dem. Ett team av astronomer har hittat en av dessa drivande skurkar som har ungefär samma massa som Mars eller Jorden.

Att hitta något i rymden som inte avger något eget ljus är extremt utmanande. Men två organisationer gör just det. De är samarbetet med Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) och Korean Microlensing Telescope Network (KMTN).

Nu, ett team av forskare från båda grupperna har tillkännagett upptäckten av en skurkplanet med låg massa. Det finns inga stjärnor i närheten, och dess avstånd från jorden är obekräftat. Teamet säger att det bevisar att mikrolinstekniken är effektiv för att hitta planeter med jordmassa som är fritt svävande i rymden.

Uppsatsen som presenterar denna upptäckt har titeln "En jordisk-massa skurk planetkandidat upptäckt i den kortaste tidsskala mikrolinsing händelse." Det finns 30 författare listade som bidragsgivare till detta arbete, och huvudförfattare är Przemek Mróz, en postdoktor i astronomi vid Caltech. Tidningen finns tillgänglig på pre-press-sajten arxiv.org.

Astronomer tror att i ett solsystems tidiga dagar, några planeter med låg massa kommer att kastas ut från stjärnans gravitationsgrepp. Saker och ting kan vara kaotiska i början, och gravitationsinteraktioner mellan stjärnan och alla planeter kan ibland skicka små planeter ut i rymden för att klara sig själva. "Enligt teorier om planetbildning, såsom kärntillväxtteorin, typiska massor av utstötta planeter bör vara mellan 0,3 och 1,0 jordmassor, " skriver författarna.

Att hitta dessa små kroppar i rymdens stora mörker kräver ett innovativt tillvägagångssätt:gravitationslinser.

Gravitationslinser kräver två saker:En ljuskälla på avstånd, vanligtvis en stjärna, och ett närmare föremål med tillräcklig massa för att fungera som en lins och för att böja ljuset från ljuskällan. I detta fall, lågmassaplaneten fungerar som linsen. Och beroende på hur mycket ljuset från den avlägsna stjärnan påverkas av förgrundsobjektet, astronomer kan lära sig en hel del.

Ett relativt litet föremål som en planet med låg massa böjer inte mycket ljus, och inte för länge, antingen. I deras tidning, författarna säger, "Mikrolensningshändelser på grund av skurkiga planeter med jordmassa förväntas ha extremt små Einstein-radier (0,1 µas) och extremt korta tidsskalor (0,1 dag)." Enligt författarna, detta är den "mest extrema korttidsskaliga mikrolinsen som hittills upptäckts."

Under de senaste decennierna, kunskapen om exoplaneter har exploderat. Vi känner nu till tusentals av dem, och vi förväntar oss att nästan varje stjärna är värd för planeter. All denna kunskap har lett till uppdaterade teorier och modeller för bildning av planeter och solsystem. Och de modellerna visar att det borde finnas många oseriösa planeter som kastades ut från deras system.

Teoretiskt arbete visar att det kan finnas miljarder, eller till och med biljoner, av fritt flytande planeter i Vintergatan. I sitt arbete, författarna listar hur dessa planeter kan hamna föräldralösa:Planet-planet-spridning; dynamiska interaktioner mellan gigantiska planeter som leder till omloppsavbrott av mindre, inre planeter; interaktioner mellan stjärnorna i binära eller trinära system och stjärnhopar; stjärnflyg förbi; och värdstjärnans utveckling förbi huvudsekvensen.

Microlensing erbjuder en metod för att hitta dessa små oseriösa planeter. Men det är svårt. Det är inte deras dunkelhet som är problemet. Det är att mikrolinsningshändelserna för så här små kroppar är på en mycket kort tidsskala på grund av deras storlek. Den nyupptäckta planeten, som har fått namnet "OGLE-2016-BLG-1928, " upptäcktes i en mikrolinsningshändelse som varade bara 41,5 minuter. Det är inte mycket tid för detaljerad data att samlas in.

Endast fyra andra små oseriösa planeter som denna har hittats tidigare, var och en i en kort tidsskala mikro-linsing händelse. Tillsammans, dessa händelser ger "starka bevis för en population av oseriösa planeter i Vintergatan, " skriver författarna.

Forskarna stod inför en mängd svårigheter med att inte bara upptäcka denna händelse, men för att fastställa att det var, verkligen, en planet.

"Som i fallet med andra korttidsskaliga mikrolinsningshändelser, vi kan inte utesluta närvaron av en avlägsen stjärnkamrat, " skriver de. De kunde utesluta alla stjärnkamrater till ett avstånd av endast 8 AU. Men många planeter kretsar runt sina stjärnor på mycket större avstånd än så.

Denna planet hittades också "...i utkanten av nuvarande gränser för att upptäcka korttidsskaliga mikrolinsningshändelser, " står det i tidningen. Författarna säger att detta påpekar svårigheten att söka efter sådana händelser. Händelsen upptäcktes med relativt få datapunkter, också:endast 15. (11 var från OGLE och fyra var från KMTN.)

Det lilla antalet datapunkter i detekteringen gör att "den fallande delen av ljuskurvan inte är helt täckt med observationer." Detta databrist betyder att det finns en viss osäkerhet kring typen av mikrolinsningshändelsen, och viss osäkerhet kring att det faktiskt är en planet. En del av den osäkerheten härrör från själva bakgrundsstjärnan.

"Källstjärnan är belägen i den röda jättegrenen i färg-magnitudediagrammet, och vissa jättar är kända för att producera stjärnbloss, " skriver författarna. Kan de slutgiltigt utesluta stjärnflammor som orsaken till händelsen, snarare än en oseriös planet? "... evenemangets egenskaper (dess varaktighet, amplitud, och ljuskurvans form) stämmer inte överens med de för utvidgade stjärnor." avslutar de.

Men även med osäkerheten, denna upptäckt är fortfarande viktig. "Således, linsen är en av de bästa kandidaterna för en jordisk massa oseriös planet som hittills upptäckts, " skriver de. Även om deras massmått för föremålet är något ambivalent, de andra egenskaperna för händelsen är "...överensstämmer med att linsen är ett objekt under jordmassan utan någon stjärnföljare upp till det projicerade avståndet på cirka 8 au från planeten."

Rogue planeter har nästan noll potential för att hysa liv, så de kanske inte blir ett betydande studieområde som sökandet efter exoplaneter. Men de är fortfarande spännande, och som allt annat, de har ledtrådar till hur naturen fungerar.

I framtiden, det romerska rymdteleskopet Nancy Grace kommer att hjälpa till i sökandet efter oseriösa planeter. Den har mycket på sin tallrik för sitt uppdrag, inklusive några enorma problem som mörk energi, och några efterlängtade uppgifter som att avbilda exoplaneter och få spektra av deras atmosfärer.

Men en del av dess jobb är också att hitta fritt svävande oseriösa planeter så små som Mars. Det ultrakraftfulla rymdteleskopet kommer att genomföra en stor mikrolinsundersökning för att hitta fler av dessa planeter. Dess resultat kommer att hjälpa oss att bättre förstå hur vårt eget solsystem står sig till andras.

"När vår syn på universum har expanderat, vi har insett att vårt solsystem kan vara ovanligt, sa Samson Johnson, en doktorand vid Ohio State University i Columbus, i ett pressmeddelande. "Roman kommer att hjälpa oss att lära oss mer om hur vi passar in i det kosmiska schemat genom att studera oseriösa planeter."