Разделительная линия между звездами и планетами заключается в том, что звезды имеют достаточную массу, чтобы синтезировать водород в гелий и производить собственный свет, в то время как планеты недостаточно массивны, чтобы производить синтез ядра. В целом это хороший способ их разделить, за исключением коричневых карликов. Это тела с массой около 15–80 Юпитеров, поэтому они достаточно велики, чтобы синтезировать дейтерий, но не могут генерировать гелий. Еще один способ отличить планеты от звезд — это то, как они формируются. Звезды образуются в результате гравитационного коллапса газа и пыли внутри молекулярного облака, что позволяет им набирать массу в короткие космические сроки. Планеты, с другой стороны, формируются путем постепенного накопления газа и пыли внутри аккреционного диска молодой звезды. Но опять же, для коричневых карликов эта линия становится размытой.
Проблема возникает в том, что если коричневые карлики формируются внутри молекулярного облака, как звезды, они недостаточно массивны, чтобы образоваться быстро. Если облако газа и пыли имеет достаточную массу, чтобы схлопнуться под собственным весом, у него достаточно массы, чтобы образовать полноценную звезду. Но если коричневые карлики формируются как планеты, им придется невероятно быстро накапливать массу. Моделирование формирования планет показывает, что планете с массой более нескольких Юпитеров трудно сформироваться. Так что же дает? Ответ может заключаться в так называемых двойных объектах массы Юпитера или JuMBO.
JuMBO — это двойные объекты, каждый компонент которых имеет массу от 0,7 до 13 масс Юпитера. Если они формируются как планеты, они должны быть чрезвычайно редкими, а если они формируются как двойные звезды, они должны иметь большую массу. Недавние наблюдения JWST скопления туманностей Ориона обнаружили 540 свободно плавающих объектов массы Юпитера, так называемых планет-изгоев. Это было удивительно само по себе, но еще более удивительным было то, что 42 из них были JuMBO. Они не являются редкими, они составляют почти 8% этих странных объектов. Так как же они формируются?
Одна из подсказок заключается в их орбитальном разделении. Компоненты JuMBO чаще всего разделены расстоянием 28–384 а.е. Это похоже на двойные звезды с массой компонентов около Солнца, которые обычно находятся в диапазоне 50–300 а.е. Двойные звезды чрезвычайно распространены. Встречается чаще, чем одиночные звезды, такие как Солнце. Среда звездных питомников, таких как туманность Ориона, также чрезвычайно напряженна. Массивные звезды, которые образуются первыми, могут обрушить близлежащие регионы ионизирующим излучением. Учитывая, насколько распространены JuMBO, вполне вероятно, что они начинались как двойные звезды, но большая часть их массы была уничтожена фотоэрозией. Это не двойные планеты, а остатки двойных звезд.
Это также может объяснить, почему так много планет-изгоев имеют массу суперюпитера. Тот же самый интенсивный свет, который мог бы вызвать фотоэрозию, также мог бы вытолкнуть их из звездных систем.
Ссылка: Даймонд, Джессика Л. и Ричард Дж. Паркер. «Формирование двойных объектов массы Юпитера посредством фотоэрозии фрагментирующихся ядер». Астрофизический журнал 975,2 (2024): 204.
