Teleskop Webba zauważył planety swobodne występujące w parach. To zagadka dla astronomów

| Astronomia/fizyka
NASA/JPL

Dzięki Teleskopowi Webba w Wielkiej Mgławicy w Orionie odkryto już ponad 500 swobodnych obiektów o masach planet. Najbardziej interesujące z nich to 40 nowo znalezionych obiektów w stanowiącej część Mgławicy Gromadzie Trapez, które tworzą odległe pary. Układy takie nie są bowiem tym, czego spodziewamy się po planetach swobodnych, czyli takich, które nie krążą wokół żadnej gwiazdy.

Już wcześniej w regionach tworzenia się gwiazd znajdowano swobodnie poruszające się obiekty o masach planet. Nigdy jednak nie było ich tyle, ile zauważył JWST. Teleskop odnotował ich obecność, gdyż to wciąż młode obiekty emitujące ciepło z czasów formowania. Z czasem ochłodzą się i trudno będzie je zauważyć.

Obecnie istnieją dwie główne hipotezy opisujące tworzenie się planet swobodnych. Jedna mówi, że zaczynają swoje życie podobnie jak gwiazdy, jednak w pewnym momencie się zapadają i dochodzi do kondensacji materiału z chmury molekularnej w regionie tworzenia się gwiazd. Zgodnie z drugą z hipotez, tworzą się w dysku akrecyjnym wokół formującej się gwiazdy i zostają z niego wyrzucone w wyniku działania sił pływowych i rezonansów.

Samuel Pearson z Europejskiej Agencji Kosmicznej uważa, że zdecydowana większość planet swobodnych tworzy się za pomocą jednego z dwóch opisanych mechanizmów. Jednak hipotezom tym wymyka się około 40 obiektów z Gromady Trapez. Pearson nazwał je JuMBO, czyli Jupiter Mass Binary Objects.

Nie pasują one do przedstawionych hipotez z dwóch powodów. Jednym z nich jest masa. Modele mówią bowiem, że minimalna masa obiektu, który powinien uformować się bezpośrednio z chmury molekularnej wynosi 3 masy Jowisza. Wynika to z faktu, że mniejsze obiekty lepiej zachowują ciepło, co zapobiega ich dalszemu kurczeniu się. Zatem z chmury molekularnej obiekty o masie Jowisza nie powinny powstać. Tymczasem najmniejsza z zaobserwowanych przez JWST planet swobodnych ma masę 0,6 masy Jowisza. Takie planety mogłyby powstać w dysku akrecyjnym wokół gwiazdy i zostać z niego wyrzucone. Jednak tutaj problemem jest fakt, że występują w parach. Nie wiadomo, w jaki sposób mogłoby dojść do wyrzucenia z dysku akrecyjnego powiązanych ze sobą grawitacyjnie planet.

Być może istnieje mechanizm wyrzucenia takich planet. Troje naukowców opublikowało bowiem, nierecenzowany jeszcze, artykuł, w którym stwierdzają, że do wyrzucenia powiązanych grawitacyjnie planet może dojść w sytuacji, gdy mamy do czynienia z wielkimi planetami na odległych orbitach wokół gwiazdy macierzystej, które zostają wyrzucone w wyniku oddziaływania innej pobliskiej gwiazdy. Zgodnie z tym artykułem, taki scenariusz jest najbardziej prawdopodobny, gdy dwie wielkie planety znajdują się w odległości ok. 70 jednostek astronomicznych i 100 j.a. od gwiazdy macierzystej, a półosie wielkie ich orbit są blisko siebie. Wówczas oddziaływanie innej gwiazdy może je wyrzucić i utworzą one odległą parę planet swobodnych.

Niektórzy specjaliści już od pewnego czasu przewidywali, że Teleskop Webba odkryje wiele planet swobodnych. Przewidywania te okazały się prawdziwe, teraz zaś eksperci mają problem z wyjaśnieniem niektórych obserwowanych zjawisk. Rozwiązanie pojawiających się zagadek będzie wymagało zebrania większej ilości danych.

Autor:

Źródło: arXiv

Teleskop Webba zauważył planety swobodne występujące w parach. To zagadka dla astronomów