Гігантські самотні планети можуть утворювати власні планетні системи

Нове дослідження виявило, що гігантські планети, що вільно плавають у космосі, мають потенціал для формування власних мініатюрних планетних систем без необхідності наявності зорі.

Про це розповідають в Університеті Сент-Ендрюса, передають OstanniPodii.com.

У результатах, отриманих від спостережень космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST), дослідники вивчали молоді ізольовані об′єкти з масою в 5-10 разів більшою за масу Юпітера. Ці об′єкти за своїми властивостями порівнянні з гігантськими планетами, але на відміну від них вони не обертаються навколо зорі, а вільно плавають у космосі.

Планети у вільному плаванні важко спостерігати, оскільки вони дуже тьмяні й випромінюють переважно в інфрачервоному діапазоні. Проте вони є підказкою до важливих питань в астрофізиці.

Сучасні дослідження показують, що це об′єкти з найменшою масою, які утворилися як зорі в результаті колапсу гігантських газових хмар. На відміну від зірок, вони не накопичують достатньої маси, щоб розпочати будь-які реакції термоядерного синтезу в своїх ядрах.

Теоретично також можливо, що деякі з них утворюються подібно до планет, обертаючись навколо зорі, а потім виштовхуються зі своїх планетних розсадників.

Дослідники зі Школи фізики та астрономії разом зі співавторами з США, Італії, Ірландії, Англії та Португалії спостерігали за 8 такими об′єктами, всі з яких були дуже молодими, щоб дізнатися більше про їхнє дитинство. Вони використовували два прилади на борту JWST, найбільшого з коли-небудь побудованих космічних телескопів, оснащеного надзвичайно чутливими інфрачервоними приладами. Були проаналізовані детальні спектроскопічні спостереження цих об′єктів, з безпрецедентним спектральним покриттям і чутливістю, з серпня по жовтень 2024 року.

Ця нова робота отримала детальні характеристики цих об′єктів і підтверджує, що вони мають масу, приблизно з масу Юпітера. Шість з них мають надлишкове випромінювання в інфрачервоному діапазоні, спричинене теплим пилом у їх безпосередній близькості. Це характерна ознака дисків, сплощених структур, які є місцями народження планет.

Спостереження також показують випромінювання від силікатних зерен у дисках, з чіткими ознаками росту пилу та кристалізації – типовими першими кроками у формуванні кам′янистих планет. Раніше випромінювання силікатів було виявлено для зірок і коричневих карликів, але це перше виявлення в об′єктах з масою планет. Ця робота базується на раніше опублікованій статті Університету Сент-Ендрюса, яка показує, що диски навколо об′єктів з масою планет у вільному плаванні можуть існувати кілька мільйонів років, що є достатнім часом для формування планет.

«У сукупності ці дослідження показують, що об′єкти з масою, порівнянною з масою гігантських планет, мають потенціал для формування власних мініатюрних планетних систем. Ці системи можуть бути схожими на Сонячну систему, тільки зменшеними у 100 разів або більше за масою та розміром. Чи існують такі системи насправді, ще належить довести», - сказав доктор Алекс Шольц, головний дослідник проєкту.

«Ці відкриття показують, що будівельні блоки для формування планет можна знайти навіть навколо об′єктів, які ледь більші за Юпітер і дрейфують самотні в космосі. Це означає, що формування планетних систем не є винятковою властивістю зірок, а може відбуватися й навколо самотніх світів без зірок», - сказала головна авторка дослідження, доктор Белінда Даміан з Університету Сент-Ендрюса.

Дослідження прийнято до публікації в Astronomical Journal.