Οι παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb στον πυρήνα σχηματισμού άστρων στο νεφέλωμα του Ωρίωνα μας έδωσαν κάτι που δεν έχουμε ξαναδεί.
Εκεί, στο σμήνος του Τραπεζίου, οι επιστήμονες βρήκαν δεκάδες πλανητοειδείς αντικείμενα, περίπου ίδιας μάζας με τον Δία, αδέσμευτα σε κανένα αστέρι, να παρασύρονται στον γαλαξία σε βαρυτικά συνδεδεμένα ζεύγη σαν να ήταν ένα εντελώς φυσιολογικό φαινόμενο.
Αλλά δεν είναι. Δεν υπάρχει γνωστός μηχανισμός σχηματισμού που θα μπορούσε να οδηγήσει σε αυτά τα δυαδικά μπλοκ, πόσο μάλλον 42 από αυτά.
Καθώς όλο και περισσότεροι εξωγήινοι κόσμοι βρίσκονται στον Γαλαξία μας, γίνεται όλο και πιο ξεκάθαρο ότι η κατανόησή μας για τη γέννηση των πλανητών έχει κάποιες σοβαρές τρύπες. Έτσι, τι είναι αυτά τα αντικείμενα και από πού προέρχονται μπορεί να μας βοηθήσει να μάθουμε περισσότερα για το πώς σχηματίζονται τα αστέρια και οι πλανήτες.
Οι αστρονόμοι Samuel Pearson και Mark McGaughrian της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας τα έχουν αποκαλέσει «δυαδικά αντικείμενα μάζας του Δία» ή JuMBO, και Περιγράφεται σε προεκτυπωμένο χαρτί που του παρουσιάστηκε φύση.
Τέτοια περιβάλλοντα θεωρείται ότι σχηματίζουν αστέρια Μπορεί να είναι γεμάτο Με αυτό που λέμε αδίστακτους εξωπλανήτες – αυτούς που έχουν χωριστεί από τα αστέρια τους. Αυτό συμβαίνει επειδή το να υπάρχουν πολλά αστέρια σε κοντινή απόσταση μεταξύ τους μπορεί να διαταράξει το ένα τα αναδυόμενα πλανητικά συστήματα του άλλου. Οι προσομοιώσεις υποδηλώνουν ότι οι απατεώνες εξωπλανήτες θα μπορούσαν να είναι απίστευτα συνηθισμένοι.
Επιπλέον, η παρουσία αντικειμένων πλανητικής μάζας που επιπλέουν ελεύθερα στον Ωρίωνα δεν προκαλεί έκπληξη. Ήταν αστρονόμοι Ανακαλύφθηκε πριν από δεκαετίεςφτάνοντας σε μάζα περίπου τρεις φορές τη μάζα του Δία.
Αλλά για αντικείμενα μικρότερα από αυτά στο Orion, η ανίχνευση είναι μια μεγάλη πρόκληση. Το φόντο του Ωρίωνα είναι πολύ φωτεινό. Τα αντικείμενα μικρής πλανητικής μάζας είναι σχετικά δροσερά και εκπέμπουν το μεγαλύτερο μέρος του φωτός τους στο θερμικό υπέρυθρο.
αλλά αυτό, Εδώ λάμπει το JWST. Το ισχυρό διαστημικό τηλεσκόπιο έχει σχεδιαστεί για να ανιχνεύει υπέρυθρο φως και μας έχει δώσει τις πιο λεπτομερείς παρατηρήσεις του Ωρίωνα ποτέ.
Έτσι ο Pearson και ο McCaughrian πήγαν στο κυνήγι για μικροαντικείμενα. Αλλά αυτό που βρήκαν αψήφησε τις προσδοκίες.
“Ψάχναμε για αυτά τα πολύ μικρά αντικείμενα και τα βρήκαμε. Κάτω από αυτά βρίσκουμε τη μάζα του Δία, ή ακόμα και τη μισή μάζα του Δία, να επιπλέει ελεύθερα, όχι συνδεδεμένα με ένα αστέρι.” Η Hannah Devlin είπε στον V.I Φρουρός.
“Η φυσική λέει ότι δεν μπορείς να κάνεις τα πράγματα τόσο μικρά. Θέλαμε να δούμε, μπορούμε να σπάσουμε τη φυσική; Και νομίζω ότι τα καταφέραμε, κάτι που είναι καλό.”
Τα ογκώδη αντικείμενα είναι περίπου ενός εκατομμυρίου ετών, έχουν θερμοκρασίες γύρω στους 1000 Κ (περίπου 700°C) και τροχιακές αποστάσεις μεταξύ 25 και 390 φορές την απόσταση μεταξύ Γης και Ήλιου. Η ανάλυση του ασθενούς φωτός που εκπέμπουν αποκαλύπτει υπαινιγμούς υδρατμών, μονοξειδίου του άνθρακα και μεθανίου. Μέχρι στιγμής είναι φυσιολογικό για έναν μικρό γίγαντα αερίου.
Το πρόβλημα με τα JuMBO είναι το γεγονός ότι έρχονται σε δυαδική μορφή. Είναι ένα πράγμα για έναν μοναχικό απατεώνα εξωπλανήτη να κάνει το δικό του. Αλλά η ύπαρξη δύο σωμάτων που συνδέονται με τη βαρύτητα είναι πραγματικά δύσκολο να εξηγηθεί.
Βλέπετε, τα αστέρια σχηματίζονται όταν μια μάζα υλικού καταρρέει σε ένα μοριακό νέφος υπό την επίδραση της βαρύτητας. Καθώς περιστρέφεται, τραβά περισσότερο υλικό από το περιβάλλον σύννεφο, το οποίο σχηματίζει έναν δίσκο που τροφοδοτεί το αστέρι. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, ο δίσκος μπορεί να σπάσει, δημιουργώντας ένα δεύτερο αστέρι. Έτσι γεννιέται ένα δυαδικό αστέρι.
Αλλά η θεωρητική ελάχιστη μάζα για ένα αντικείμενο που σχηματίζεται σε ένα σενάριο κατάρρευσης σύννεφων είναι περίπου τρεις μάζες του Δία. Μικρά αντικείμενα όπως πλανήτες σχηματίζονται στο δίσκο της ύλης που περιβάλλει το αστέρι.
Οι προσομοιώσεις υποδεικνύουν ότι αυτά τα πλανητάρια θα μπορούσαν εύκολα να εκτιναχθούν από τα συστήματά τους, είτε με αλληλεπιδράσεις πλανήτη-πλανήτη είτε με αλληλεπιδράσεις αστεριού με αστέρι. Αλλά οι μηχανισμοί που εμπλέκονται σε αυτή την απώθηση δεν βοηθούν τα πλανητικά ζεύγη να παραμείνουν μαζί.
Είναι πιθανό μεμονωμένοι πλανήτες που εκτινάσσονται να βρουν ο ένας τον άλλον και να δεσμευτούν βαρυτικά, αλλά αναμένουμε ότι αυτό θα είναι πολύ σπάνιο. Η ανακάλυψη 42 τέτοιων ζευγών, όπως περιγράφεται στο έγγραφο από τους Pearson και McCaughren, υποδηλώνει ότι υπάρχει κάτι θεμελιώδες που μας λείπει.
«Το πώς μπορούν να εκτοξευθούν ζευγάρια νεαρών πλανητών ταυτόχρονα και να παραμείνουν δεσμευμένοι, αν και ασθενώς σε σχετικά μεγάλες αποστάσεις, δεν είναι ακόμα απολύτως σαφές». Οι ερευνητές γράφουν στην εργασία τους.
“Ομάδα Πλανητικά αντικείμενα μάζας «Τα ογκώδη αντικείμενα που βλέπουμε στο Σμήνος του Τραπεζίου μπορεί να προκύψουν από έναν συνδυασμό αυτών των δύο «κλασικών» σεναρίων, ακόμα κι αν και τα δύο έχουν σημαντικές προειδοποιήσεις, ή ίσως ένας εντελώς νέος και ξεχωριστός μηχανισμός σχηματισμού, όπως ο κατακερματισμός ενός δίσκου χωρίς αστέρια. απαιτείται.”
Η μελέτη που περιγράφει τα JuMBO είναι διαθέσιμη στον διακομιστή προεκτύπωσης arXiv.org.