Похоже, что планеты-изгои – свободно плавающие миры, не связанные гравитацией с родительской звездой – могут быть более распространены, чем мы думали. Новые данные космического телескопа Джеймса Уэбба выявили 540 (да, именно так) объектов планетарной массы в туманности Ориона и скоплении Трапеции.
Если это подтвердится, это будет самая большая выборка планет-изгоев, когда-либо обнаруженных.
В прошлом году астрономы обнаружили 70 свободно плавающих миров по всему Млечному Пути.
Астрономы Сэмюэл Пирсон и Марк МакКогрин из Европейского космического агентства провели наблюдения и опубликовали препринт на arXiv. Статья еще не прошла рецензирование, но уже отправлена в журнал Nature.
Исследователи говорят, что исследование JWST в ближнем инфракрасном диапазоне позволило им обнаружить и охарактеризовать эту большую выборку из 540 кандидатов планетарной массы. Команда утверждает, что эти объекты планетарной массы (PMO) слишком малы, чтобы быть звездами, поскольку их массы значительно ниже традиционного порога для сжигающего дейтерий коричневого карлика, даже до 0,6 массы Юпитера — не намного массивнее Сатурна.
В большой группе планет-изгоев есть 42 пары планет, которые гравитационно связаны друг с другом, чего раньше никогда не наблюдалось. Астрономы назвали их двойными объектами массы Юпитера или JuMBO.
«Как пары молодых планет могут выбрасываться одновременно и оставаться связанными, хотя и слабо на относительно большом расстоянии друг от друга, остается совершенно неясным», — пишут исследователи в своей статье.
«Мы считаем, что двойные объекты массы Юпитера или JuMBO — это действительно большое открытие», — сказал МакКогрин, старший советник по науке и исследованиям ЕКА, о Мастодонте. В препринте исследователи заявили, что эти двойные объекты планетарной массы являются «результатом, который является весьма неожиданным и бросает вызов современным теориям формирования как звезд, так и планет».
Традиционное определение планеты состоит в том, что она находится на орбите вокруг звезды. Кроме того, современные теории формирования планет предполагают, что объекты размером с Юпитер могут образоваться только в результате процесса, который приводит к образованию звезд внутри облаков пыли и газа, обнаруженных в туманности.
«Очевидно, что потребуются дальнейшие симуляции и моделирование, чтобы понять, как значительная популяция объектов может сформироваться ниже [5 Jupter masses] и как значительная часть из них может оказаться в нескольких системах», — заключила команда.
Точные механизмы того, как планеты становятся «изгоями», неизвестны, но существует несколько теорий. Теории включают в себя то, что планеты оттягиваются от одной звезды гравитационным взаимодействием с другими пролетающими звездами, или что сверхновые выбрасывают их, или что они свободно улетают в космос после того, как их солнце умирает.
В качестве альтернативы, что касается JuMBO, исследователи предполагают, что выбросы планет могут быть вызваны рассеянием планет в планетарном диске или динамическими взаимодействиями между звездами.
«Последние относительно распространены в плотных областях звездообразования, таких как скопление Трапеция», — написала команда. «Ансамбль объектов планетарной массы и JuMBO, который мы видим в скоплении Трапеция, может возникнуть в результате сочетания обоих этих «классических» сценариев, даже если оба имеют существенные оговорки, или, возможно, новый, совершенно отдельный механизм образования, такой как необходима фрагментация беззвездного диска».
Планеты-изгои обычно невозможно отобразить в видимом свете, что делает чувствительное инфракрасное зрение JWST идеальным инструментом для их поиска.
Туманность Ориона изучалась на протяжении десятилетий с целью наблюдения за формированием и ранней эволюцией звезд и других небесных объектов. Оно находится на расстоянии 1350 световых лет от Земли и видно невооруженным глазом как туманное пятно в нижней части созвездия Ориона, часть «меча» мифического греческого охотника, в честь которого названо созвездие.
Чтобы просмотреть изображения в деталях, посетите приложение ESASky от ЕКА, которое имеет удобный интерфейс для визуализации и загрузки астрономических данных. Это одни из крупнейших мозаик JWST, наблюдаемых на сегодняшний день.
Туманность Ориона на коротковолновом канале NIRCam на ESASky
Туманность Ориона в длинноволновом канале NIRCam на ESASky
