В молодых звездных скоплениях наблюдаются блуждающие объекты планетарной массы — небесные тела, превосходящие по массе каменистые планеты, но уступающие звездам. Гравитационно не связанные ни с одним светилом, свободно движутся в космосе. Долгое время ученые спорили об их происхождении. Наконец, исследователи приблизились к ответу.
Объекты планетарной массы (ОПМ). планемо — Не похожи ни на звезды, ни на планеты. Часто называют космическими «кочевниками», так как многие являются «одиночками», гравитационно не привязанными к каким-либо светилам. Следовательно, свободно дрейфуют в космосе. Масса таких объектов обычно не превышает 13 масс Юпитера. Преимущественно их находят в «звездных яслях» — молодых скоплениях вроде… Трапеции Ориона.
В космосе объекты планетарной массы встречаются часто, но их происхождение учёных долгие годы удивляет. По одной из версий, PMO могут быть «неудавшимися звёздами», которым не хватило массы для начала термоядерных реакций как у звёзд. коричневых карликов или звезд. Согласно другой — PMO — это планеты-сиротыВ результате «гравитационных сражений» выброшены за пределы собственных систем.
Тем не менее, ни одна из гипотез не объясняет, например, высокое содержание PMO в космосе, их склонность образовывать пары и синхронное движение со звёздами в скоплениях, словно рождёнными одновременно с ними.
Международная группа астрономов во главе с Даном Хунпином пыталась осмыслить эти вопросы. Deng HongpingУченые из Шанхайской астрономической обсерватории Китайской академии наук с помощью компьютерных программ воспроизвели условия в звездных скоплениях и про模拟вали столкновения двух. околозвездными дисками Вокруг молодых звезд вращаются кольца из газа и пыли.
При приближении двух дисков на расстояние 300–400 астрономических единиц со скоростью 2–3 километра в секунду гравитация растягивает и сжимает газ, образуя «приливные мосты» — вытянутые структуры из вещества. Со временем эти «мосты» коллапсируют в плотные газовые «нити», которые затем распадаются на сгустки. Когда масса сгустков достигнет критических значений, из них сформируются протозвёзды с массой примерно в 10 раз большей массы Юпитера.
Моделирование выявило, что примерно 14 процентов PMO образуются парами или тройками на расстоянии 7–15 астрономических единиц. Этим объясняется наличие двойных систем объектов планетарной массы в некоторых звездных скоплениях, наблюдаемых учеными.
В плотных звездных скоплениях, таких как Трапеция Ориона, столкновения дисков часты. Из-за этого там может образовываться сотни PMO, что и объясняет обилие этих тел в космосе, которое наблюдают астрономы.
По результатам анализа команды Хунпина, PMO образовываются иначе, чем обычные планеты. Их состав складывается из материала внешних областей околозвездных дисков, где содержится меньше тяжелых элементов, что делает их химический состав уникальным. В отличие от планет-сирот, рожденные вместе со звездами, PMO могут двигаться с ними синхронно.
У PMO ещё есть газовые диски размером до 200 астрономических единиц. В них теоретически могут образовываться планеты и спутники, подобные уменьшенным версиям нашей Солнечной системы.
Результаты исследования команды Хунпина свидетельствуют о том, что с высокой вероятностью PMO не является побочным продуктом эволюции звезд или планет, а образовался в результате гравитационных взаимодействий околозвездных дисков. Для подтверждения своей гипотезы ученые собираются изучить химический состав PMO и окружающих их дисков с помощью космического телескопа. «Джеймса Уэбба»Хунпин планирует исследовать свою гипотезу на данных из других молодых скоплений звезд. При подтверждении выводов учёных, PMO смогут считаться новым типом астрономических объектов.
Научная работа опубликована в журнале Science Advances.