„Știm atât de puține”: planetele bizare „fugitive” descoperite de telescopul James Webb ar putea fi stele eșuate deghizate

Perechi misterioase de obiecte „necinstite”, de dimensiunea lui Jupiter, ar putea să fi apărut din stele embrionare, sugerează un nou studiu. Teoria ar putea explica unele caracteristici ale acestora Obiecte binare Jupiter-masă (JuMBOs), cum ar fi motivul pentru care membrii fiecărei perechi sunt atât de larg separați, dar sunt necesare mai multe date pentru a confirma ideea.

The Telescopul spațial James Webb am observat aceste JuMBO-uri în zona trapezoidală a Nebuloasei Orion. Fiecare pereche JuMBO cuprinde doi giganți gazosi, fiecare între 0,7 și 30 de ori masa lui Jupiter. Acești planete partenere „necinstiți” au fost găsiți orbitând unul pe celălalt – dar nu o stea părinte – la o distanță de aproximativ 25 până la 400 de unități astronomice, sau de 25 până la 400 de ori distanța medie dintre Pământ și Soare.

Astronomii au propus mai multe idei despre modul în care se formează aceste duouri misterioase. O singură teorie este că au fost aruncați simultan din sistemele lor de acasă de o stea care trecea, deși unii oameni de stiinta cred că acest lucru este foarte puțin probabil. Altul idee este că JuMBO-urile au apărut în jurul unei stele, dar gravitația lor le trage unul spre celălalt și ies din orbită în timpul întâlnirilor apropiate.

Cu toate acestea, toate aceste teorii presupun că JuMBO-urile provin din planete care s-au format deja. În schimb, noul studiu propune o idee radical diferită: că JuMBO-urile Nebuloasei Orion nu sunt perechi preexistente de planete, ci mai degrabă inimile stelelor embrionare.

O stea se formează dintr-un nor masiv și dens de gaz și praf numit nucleu pre-stelar. Pe măsură ce un nucleu crește, acesta se prăbușește sub propria greutate, formând o stea bebelușă numită protostea; dacă miezul se fragmentează, ar putea forma stele gemene sau chiar triplete.

Înrudit: Telescopul spațial James Webb și-a doborât propriul record pentru a găsi cele mai vechi galaxii care au existat vreodată

Dar astfel de pepiniere nu sunt locuri senine. Ele ar putea fi înconjurate de stele masive – la fel cum este Nebuloasa Orion – care produc radiații incredibil de înalte. În urmă cu douăzeci de ani, astronomii Anthony Whitworth și Hans Zinnecker au demonstrat teoretic că acești fotoni puternici ar putea lovi nucleele prestelare, dezbrăcând straturile lor exterioare. Aproape în același timp, o undă de compresie ar împinge centrul nucleului, compactându-l într-un obiect de masă mai mică. Rezultatul a fost că steaua însăși s-a transformat într-o planetă sau într-o pitică brunăcare uneori este numită „stea eșuată” deoarece nu este suficient de masivă pentru a fuziona hidrogenul cu heliu.

Autorii noului studiu știau despre studiul lui Whitworth și Zinnecker și s-au întrebat dacă același mecanism ar putea crea și JuMBO-uri. Ei „au observat că JuMBO-urile[‘] separarile erau asemanatoare cu cele ale sisteme binare stelare cu două stele de masă similară sau mai mare cu cea a Soarelui”, Richard Parkerlector superior în astrofizică la Universitatea din Sheffield din Marea Britanie și autor principal al noului studiu, a declarat pentru Live Science într-un e-mail.

Acest lucru îi face să fie spre deosebire de majoritatea gemenilor pitici maro din altă parte în Calea lacteecare sunt separate doar de câteva distanțe Pământ-soare, a spus Parker, așa că trebuie implicat un mecanism diferit. „Am presupus că nucleul se fragmenta deja pentru a produce un binar stelar, dar apoi radiația de la stea masivă a îndepărtat o mare parte din masă”, a adăugat el.

Pentru a testa această idee, Parker și Jessica Diamond, un student absolvent la Universitatea din Sheffield și autorul principal al studiului, au apelat la teorie. În primul rând, au creat o grămadă de nuclee virtuale prestelare, fiecare cu o masă în intervalul observat în natură. Ei au presupus, de asemenea, că miezul se va împărți în două și au ales o valoare pentru distanța dintre frați – din nou, din valorile observate între perechile de stele. Apoi, au aplicat calculele lui Whitworth și Zinnecker la nucleele virtuale. Acest lucru le-a lovit în esență cu radiații de înaltă energie de la o stea masivă din apropiere, a erodat mantia nucleului și i-a comprimat centrul.

Diamond și Parker au descoperit că obiectele pereche rezultate aveau mase și distanțe de separare foarte asemănătoare cu cele ale JuMBO-urilor. Descoperirile sugerează că, cu un impuls puternic de radiație de la stelele vecine, stelele binare în curs de dezvoltare ar putea deveni perechi de planete necinstite, oferind o explicație pentru modul în care s-au format perechile JuMBO. Rezultatele lor studiu au fost publicate pe 5 noiembrie în The Astrophysical Journal.

Mai multe date, cum ar fi dovezi ale JuMBO-urilor în alte complexe de formare de stele cu stele masive, ar ajuta la confirmarea ipotezei, a spus Parker. În opinia sa, un exemplu de astfel de loc este asociația Scorpius-Centaurus, un conglomerat de mii de stele care alcătuiesc părți ale constelațiilor Scorpius și Centaurus.

În orice caz, Parker nu exclude formarea JuMBO prin alte rute. „Întotdeauna îmi este greu să mă gândesc că există o singură modalitate de a forma obiecte ca acestea”, a spus Parker. „Știm atât de puține despre ele încât este posibil să se formeze dintr-o varietate de moduri.”

Abha Jain este un scriitor științific independent. Ea a făcut un master în biologie, cu specializare în neuroștiințe, de la Institutul Indian de Științe, Bengaluru, India, și aproape a terminat cu o diplomă de licență în arheologie de la Universitatea din Leicester, Marea Britanie. Ea este, de asemenea, o pasionată de spațiu autodidactă și, prin urmare, îi place să scrie despre subiecte din astronomie, arheologie și neuroștiință.