Космический телескоп имени Джеймса Уэбба продолжает расширять границы нашего познания Вселенной. Недавно телескоп обнаружил шесть блуждающих планет в молекулярном облаке Персея, в 960 световых годах от Земли. Эти планеты не вращаются вокруг звезд и кажутся нарушающими наше понимание формирования миров в космосе. Какие же это загадочные объекты и почему они меняют представление о планетах и звездах?
Открытия телескопа Джеймса Уэбба
Блуждающие планеты, также известные как планеты-сироты или планеты-бродяги, – это небесные тела, свободно движущиеся в пространстве и не вращающиеся вокруг звезды, подобно Земле вокруг Солнца. В качестве настоящих космос-странников те они одиноко перемещаются по безграничным просторам межзвездного пространства.
По массе и составу эти планеты напоминают гиганты, такие как Юпитер.
Недавно JWST обнаружил шесть планет в области NGC 1333, находящейся в молекулярном облаке Персея. Эта область богата газом и пылью, что создает условия для формирования звезд и планет. Самая маленькая из новых планет имеет массу примерно в пять раз большую, чем у Юпитера, а самая большая — в десять раз массивнее газового гиганта нашей Солнечной системы. Одна из блуждающих планет окружена диском из газа и пыли, что обычно ассоциируется с образованием спутников или мини-планет.
Благодаря своей исключительной чувствительности обсерватория нашла несколько интересных подсказок о происхождении этих объектов.
Два подхода к образованию планет: с начала внешнего слоя и с начала внутреннего.
JWST неоднократно обнаруживал подобные планеты. В 2023 году астрономы нашли около сорока пар гигантских плавающих планет в туманности Ориона. Новые открытия в NGC 1333 особенно интересны, поскольку показывают, что эти планеты формируются иначе, чем другие известные миры, образуясь непосредственно из межзвездного газа, как и звезды.
Считалось, что планеты образуются восходящим процессом: мелкие частицы пыли и льда сливаются в зародыши планет, которые затем растут, накапливая газ и материал в протопланетном диске вокруг звезды. Так образовались планеты Солнечной системы, такие как Земля и Юпитер.
Однако обнаруженные JWST планеты образуются обратным процессом, называемым «сверху вниз». Вместо медленного формирования из мелких частиц они рождаются в результате гравитационного коллапса облака газа и пыли, подобно звездам. Этот быстрый и массивный процесс похож на образование коричневых карликов — объектов, которые не являются ни звездами, ни планетами.
Отсутствие планет с массой меньше пяти Юпитеров в NGC 1333 указывает на естественный предел этого метода формирования. Процесс, вероятно, не происходит ниже этой массы, что может объяснять малые размеры этих объектов.
Нечеткие границы разделяют звезды, планеты и коричневые карлики.
Открытия телескопа Джеймса Уэбба приводят к пересмотру строгой классификации звезд, планет и коричневых карликов. Объект, чтобы считаться звездой, должен обладать достаточной массой для поддержания в своем ядре реакций ядерного синтеза, превращающих водород в гелий и выделяющих энергию. Минимальная масса таких объектов составляет примерно 93 массы Юпитера.
Внизу этого порога располагаются коричневые карлики — объекты, которые слишком массивны, чтобы быть планетами, однако недостаточно массивны для того, чтобы стать звездами. Коричневые карлики способны кратковременно сжигать дейтерий, изотоп водорода, но не достаточно, чтобы считаться настоящими звездами. Планеты-блуждающие же находятся где-то посередине: формируются как звезды, но слишком малы для ядерного синтеза.
Исследователи стремятся изучить эти объекты более подробно, чтобы узнать о их составе и истории. Работа может помочь понять процессы формирования звезд и планет в экстремальных условиях и дать новую точку зрения на эволюцию нашей Солнечной системы.
Журнал The Astronomical Journal опубликовал результаты исследования. .