Тайна сотен странных, свободно плавающих планет, обнаруженных Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) может стать на шаг ближе к решению.
В космосе скрывается множество планет-изгоев, у которых нет родительской звезды. Эти свободно плавающие планеты (FFP), включая пары миров размером с Юпитер, вращающихся вокруг друг друга, являются загадкой для ученых. Но новое исследование, вероятно, исключает один из способов формирования этих так называемых двойных объектов массы Юпитера (JuMBO).
Астрономы обнаружили FFP более 20 лет назад, используя инфракрасный телескоп Великобритании на Гавайях. С тех пор наблюдатели заметили сотни таких странных астрономических тел. самый крупный улов прошлого года. Этот улов, обнаруженный мощным JWST, состоял из более чем 500 свободно плавающих планет в пространстве трапециевидной формы туманности Ориона, горячей точки рождения звезд.
Примечательно, что 80 из этих миров, масса которых составляет от 0,7 до 13 раз больше массы Юпитеробразовали пары планет, вращающихся вокруг друг друга.
Связанный: 35 потрясающих снимков космического телескопа Джеймса Уэбба
Эти загадочные существа имеют озадачил астрономическое сообщество. Во-первых, как именно формируются JuMBO – и, в более общем плане, FFP – остается загадкой. Одна из идей заключается в том, что такие планеты, парные или нет, образуются, когда облака газа и пыли схлопываются под действием собственной гравитации. Это похоже на уменьшенную версию звездообразования.
Другая гипотеза состоит в том, что такие планеты отрываются от своих тесно расположенных родительских планетных систем гравитационной силой особенно большого объекта. как уходящая звезда.
«Облет звезд — один из способов производства [FFPs],» Донг Лай, профессор астрофизики Корнелльского университета и старший автор нового исследования, рассказал Live Science по электронной почте. Фактически, после золотого открытия в прошлом году, другая исследовательская группа рассчитанный что вероятность того, что JuMBO будут оторваны от своих родительских звезд проходящей звездой, примерно в пять раз выше, чем у других FFP.
Чтобы выяснить, какой процесс сформировал JuMBO и другие FFP, Лай и Фангюань Юй, студент Шанхайского университета Цзяо Тонг в Китае, создали десятки тысяч моделей планетарной системы, содержащей пару планет с массой Юпитера, вращающихся вокруг звезды, похожей на Солнце.
В каждой симуляции исследователи позволяли пролетать второй звезде такого же размера и подсчитывали долю симуляций, в которых обе планеты были выброшены с орбиты. Во всех симуляциях Лай и Ю корректировали несколько параметров, таких как массы планет, их относительное расстояние и скорость пролетающей звезды относительно родительской звезды, чтобы выяснить, как эти факторы влияют на частоту выбрасывания JuMBO.
Они обнаружили, что JuMBO с большей вероятностью образовывались, если планеты изначально вращались вокруг близко друг к другу или если они были в 4 раза массивнее Юпитера. Но даже в сценарии с самой высокой вероятностью вероятность одновременного выброса парных планет все еще была невероятно низкой — менее 1%.
Напротив, одиночные планеты обычно в сотни раз чаще выбрасываются во время пролета звезды, создавая одиночные FFP. Действительно, Лай считает, что такие звездные посетители могли породить FFP туманности Ориона. Моделирование также показало, что одинокие уцелевшие орбитальные аппараты были довольно сильно потрясены, и их первоначально круговые траектории превратились в эллиптические траектории.
Результаты Лая и Ю, которые еще не прошли рецензирование, были представлены в The Astrophysical Journal и доступны в виде препринта на сайте arXiv.
Лай и Ю полагают, что их исследование делает модель коллапса облаков гораздо более вероятным объяснением того, как образовались JuMBO. В любом случае Лай рассматривает моделирование как своего рода физический эксперимент, который может помочь в будущих наблюдениях с помощью таких телескопов, как Обсерватория Веры К. Рубинкоторый строится в Чили.
Например, результаты их моделирования будут полезны для понимания того, что происходит с планетными системами в плотных звездных скоплениях, а также для идентификации экзотических планетных систем, таких как захваченные планеты, сказал Лай.
