Гигантские одиночные планеты могут образовывать собственные планетные системы

Новое исследование показало, что гигантские планеты, свободно плавающие в космосе, имеют потенциал для формирования собственных миниатюрных планетных систем без необходимости наличия звезды.

Об этом рассказывают в Университете Сент-Эндрюса, передают OstanniPodii.com.

В результатах, полученных от наблюдений космического телескопа Джеймса Вебба (JWST), исследователи изучали молодые изолированные объекты с массой в 5-10 раз большей массы Юпитера. Эти объекты по своим свойствам сравнимы с гигантскими планетами, но в отличие от них они не вращаются вокруг звезды, а свободно плавают в космосе.

Планеты в свободном плавании трудно наблюдать, поскольку они очень тусклые и излучают преимущественно в инфракрасном диапазоне. Однако они являются подсказкой к важным вопросам в астрофизике.

Современные исследования показывают, что это объекты с наименьшей массой, которые образовались как звезды в результате коллапса гигантских газовых облаков. В отличие от звезд, они не накапливают достаточной массы, чтобы начать какие-либо реакции термоядерного синтеза в своих ядрах.

Теоретически также возможно, что некоторые из них образуются подобно планетам, вращаясь вокруг звезды, а затем выталкиваются из своих планетных рассадников.

Исследователи из Школы физики и астрономии вместе с соавторами из США, Италии, Ирландии, Англии и Португалии наблюдали за 8 такими объектами, все из которых были очень молодыми, чтобы узнать больше об их детстве. Они использовали два прибора на борту JWST, крупнейшего из когда-либо построенных космических телескопов, оснащенного чрезвычайно чувствительными инфракрасными приборами. Были проанализированы подробные спектроскопические наблюдения этих объектов, с беспрецедентным спектральным покрытием и чувствительностью, с августа по октябрь 2024 года.

Эта новая работа получила подробные характеристики этих объектов и подтверждает, что они имеют массу, примерно равную массе Юпитера. Шесть из них имеют избыточное излучение в инфракрасном диапазоне, вызванное теплой пылью в их непосредственной близости. Это характерный признак дисков, уплощенных структур, которые являются местами рождения планет.

Наблюдения также показывают излучение от силикатных зерен в дисках, с четкими признаками роста пыли и кристаллизации – типичными первыми шагами в формировании каменистых планет. Ранее излучение силикатов было обнаружено для звезд и коричневых карликов, но это первое обнаружение в объектах с массой планет. Эта работа основана на ранее опубликованной статье Университета Сент-Эндрюса, которая показывает, что диски вокруг объектов с массой планет в свободном плавании могут существовать несколько миллионов лет, что является достаточным временем для формирования планет.

«В совокупности эти исследования показывают, что объекты с массой, сопоставимой с массой гигантских планет, имеют потенциал для формирования собственных миниатюрных планетных систем. Эти системы могут быть похожи на Солнечную систему, только уменьшенными в 100 раз или более по массе и размеру. Существуют ли такие системы на самом деле, еще предстоит доказать», - сказал доктор Алекс Шольц, главный исследователь проекта.

«Эти открытия показывают, что строительные блоки для формирования планет можно найти даже вокруг объектов, которые едва больше Юпитера и дрейфуют одиноко в космосе. Это означает, что формирование планетных систем не является исключительной особенностью звезд, а может происходить и вокруг одиноких миров без звезд», - сказала главная автор исследования, доктор Белинда Дамиан из Университета Сент-Эндрюса.

Исследование принято к публикации в Astronomical Journal.