Misterul din spatele sutelor de planete ciudate, care plutesc liber, detectate de Telescopul spațial James Webb (JWST) poate fi un pas mai aproape de a fi rezolvat.
Multe planete „necinstite”, cărora le lipsește o stea părinte, pândesc în cosmos. Aceste planete plutitoare libere (FFP), inclusiv perechi de lumi de dimensiunea lui Jupiter care orbitează una în jurul celeilalte, sunt misterioase pentru oamenii de știință. Dar un nou studiu exclude probabil un mod în care s-ar fi putut forma aceste așa-numite obiecte binare de masă Jupiter (JuMBO).
Astronomii au descoperit FFP-uri în urmă cu mai bine de 20 de ani, folosind telescopul în infraroșu al Regatului Unit din Hawaii. De atunci, observatorii au observat sute de astfel de corpuri astronomice necinstite și s-au răscolit în cea mai mare captură de anul trecut. Acest transport, detectat de puternicul JWST, a constat din peste 500 de planete care plutesc liber într-o întindere în formă de trapez a Nebuloasei Orion, un punct fierbinte al nașterii stelare.
În special, 80 dintre aceste lumi, care au între 0,7 și 13 ori masa Jupiterau format perechi de planete care orbitează una în jurul celeilalte.
Legate de: 35 de imagini uluitoare ale telescopului spațial James Webb
Aceste entităţi enigmatice au a nedumerit comunitatea de astronomie. În primul rând, exact cum se formează JuMBO-urile – și, în general, FFP-urile – este un mister. O idee este că astfel de planete, pereche sau altfel, se formează atunci când norii de gaz și praf se prăbușesc sub propria gravitație. Este ca o versiune redusă a formării stelelor.
O altă ipoteză este că astfel de planete sunt îndepărtate de sistemele lor planetare părinte strâns împachetate de forța gravitațională a unui obiect deosebit de mare, ca o stea trecătoare.
„Survolul stelar este una dintre modalitățile de a produce [FFPs],” Dong Lai, profesor de astrofizică la Universitatea Cornell și autor principal al noului studiu, a declarat Live Science prin e-mail. De fapt, în urma descoperirilor de anul trecut, o altă echipă de cercetare calculat că JuMBO-urile erau cu aproximativ o cincime mai probabil decât alte FFP să fie îndepărtate de stelele lor părinte de o stea care trece.
Pentru a afla ce proces a format JuMBO-urile și alte FFP-uri, Lai și Fangyuan Yu, student la Universitatea Jiao Tong din Shanghai, în Chinaa creat zeci de mii de simulări ale unui sistem planetar care conținea o pereche de planete de masă Jupiter care orbitează o stea asemănătoare soarelui.
În fiecare simulare, cercetătorii au permis să treacă o a doua stea de dimensiuni similare și au calculat fracțiunea de simulări în care ambele planete au fost scoase de pe orbită. În toate simulările, Lai și Yu au modificat câțiva parametri, cum ar fi masele planetelor, separarea relativă a acestora și viteza stelei de zbor în raport cu steaua părinte, pentru a-și da seama cum acești factori au afectat cât de des au fost ejectate JuMBO-urile.
Ei au descoperit că JuMBO-urile aveau mai multe șanse să se formeze dacă planetele orbitau inițial aproape una de alta sau dacă erau de până la 4 ori mai masive decât Jupiter. Dar chiar și în scenariul cu cea mai mare probabilitate, șansele ca planetele pereche să fie eliminate simultan a fost încă incredibil de scăzută – mai puțin de 1%.
Spre deosebire de aceasta, planetele singulare aveau de obicei șanse de sute de ori mai mari să fie expulzate în timpul unui zbor stelar, creând FFP-uri solitare. Într-adevăr, Lai crede că astfel de vizitatori stelari ar fi putut să fi dat naștere FFP-urilor Nebuloasei Orion. Simulările au arătat, de asemenea, că orbitatorii singuri supraviețuitori au fost zguduiți destul de rău, cu căile lor inițial circulare deformate în traiectorii în formă de elipsă.
Rezultatele lui Lai și Yu, care nu au fost încă evaluate de colegi, au fost trimise la The Astrophysical Journal și sunt disponibile ca preprint prin arXiv.
Lai și Yu cred că cercetările lor fac din modelul de colaps al norului o explicație mult mai probabilă pentru modul în care s-au format JuMBO-urile. În orice caz, Lai vede simulările ca pe un fel de experiment de fizică care poate ajuta observațiile viitoare cu telescoape, cum ar fi Observatorul Vera C. Rubincare este în construcție în Chile.
De exemplu, rezultatele simulărilor lor vor fi utile pentru înțelegerea a ceea ce se întâmplă cu sistemele planetare din grupuri de stele dense și pentru identificarea sistemelor planetare exotice, cum ar fi planetele capturate, a spus Lai.