«Формування планетних систем відбувається не лише біля зір, але й навколо самотніх планет, що існують без материнської зорі».
Наше уявлення про планети, що обертаються навколо центральної зорі — таке відоме, бо саме така картина притаманна Сонячній системі — може бути безповоротно зруйноване новим дослідженням. З його результатів слідує, що величезні планети, які вільно мандрують у космічному просторі, можуть формувати власні планетні системи. Якщо це справді так, то це також означає, що планетні системи можуть існувати без материнської зорі.
Планетні системи-бродяги мають бути набагато меншими, ніж Сонячна система. А їхня сукупна маса може становити лише частину загальної маси нашої планетної системи.
Відкриття зробила група науковців, коли за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба (James Webb Space Telescope, JWST) вивчала молоді, ізольовані об’єкти в космосі. Астрономи вважають, що маса таких об’єктів у п’ять — десять разів більша, ніж у Юпітера. Ці об’єкти, на відміну від планет Сонячної системи, також не пов’язані із зорями і тому вільно «блукають» у Всесвіті.
Ці тіла могли б утворитися так само, як зорі виникають з хмар газу та пилу, що стискаються, тобто зазнають колапсу. Звідси ізольована природа цих об’єктів. Однак, на відміну від зір, планети-бродяги не змогли зібрати достатньо маси, щоб запустити ядерний синтез у своїх ядрах. Цей процес є визначальним для зір головної послідовності (йдеться про діаграму Герцшпрунга—Рассела, Ред.). Це робить їх схожими на так звані коричневі карлики, які інколи називають «невдалими зорями», але з меншими масами. Коричневі карлики мають маси, що від 13 до 80 разів більші, ніж маса Юпітера.
Крім того, науковці вважають, що деякі планети-бродяги утворилися навколо зір з класичних, закручених «пончиків» газу та пилу, які в астрономії називають протопланетними дисками. Потім вони були викинуті зі своїх рідних систем через гравітаційну взаємодію зі своїми планетами-сестрами та навіть із зорями, що проходили повз.
«Це відкриття показує, що будівельні блоки для формування планет можна знайти навіть навколо об’єктів, маса яких ледь більша, ніж у Юпітера, і котрі дрейфують поодинці в космосі», — сказала Белінда Даміан (Belinda Damian), провідний автор дослідження та науковець Сент-Ендрюського університету. «Це означає, що формування планетних систем відбувається не лише біля зір, а й навколо самотніх планет-бродяг».
Астрономи вважають, що планети-бродяги — це небесні тіла найменшої маси, які можуть утворюватися з ізольованих хмар газу та пилу. Саме тому їх важко виявити та вивчати, бо вони випромінюють дуже мало власного світла. Але електромагнітне випромінювання, яке випромінюють такі планети, — це переважно інфрачервоне світло до якого чутливий космічний телескоп Джеймса Вебба.
За допомогою цього потужного інфрачервоного космічного телескопа дослідницька група зосередила увагу на восьми молодих планетах, які вільно мандрують у космічному просторі.
Спостереження, виконані з серпня до жовтня 2024 р., дали змогу виявити докладні характеристики небесних тіл. З’ясувалося, що їхня маса близька до маси Юпітера. Шість планет-бродяг продемонстрували інфрачервоне випромінювання, яке генерує теплий пил навколо них. Це вказало на навколишні диски газу та пилу. Такі структури існують навколо молодих зір і з них формуються планети.
Зображення планети, яка вільно мандрує в космічному просторі. Вона оповита газом і пилом з яких може сформуватися міні-планетна система. Авторські права на зображення: Сент-Ендрюський університет. Фото з сайту www.space.com.
Ще більш захопливим було виявлення зерен силікатів у цих дисках. Це рання ознака того, що пил скупчується і кристалізується, а це, зі свого боку, є першим етапом формування «кам’янистих» або землеподібних планет, тобто схожих на Землю.
Сліди силікатів раніше бачили навколо зір і навіть коричневих карликів, але це перший випадок, коли ці «відбитки пальців» знайдено навколо набагато менших планет-бродяг. Відкриття наукової групи підтверджує попередні дослідження, які припускали, що протопланетні диски, що формуються навколо таких планет, можуть існувати кілька мільйонів років. Це період часу, достатньо тривалий, щоб могли утворитися планетам.
«Сукупно ці дослідження показують, що об’єкти з масами, порівнянними з масами планет-гігантів, мають потенціал для формування власних мініатюрних планетарних систем», — сказав керівник групи та астроном Сент-Ендрюського університету Алекс Шольц (Aleks Scholz). «Ці системи можуть бути схожими на Сонячну систему, просто зменшені в 100 разів або більше за масою та розміром».
Після підтвердження правдоподібності існування цих міні-планетних систем та виявлення ранніх ознак їхнього формування, наступним кроком для астрономів буде виявлення такої системи. «Чи існують такі системи насправді, ще належить показати», — сказав Шольц.
Результати дослідження опубліковано 30 липня поточного року в The Astronomical Journal.
За інф. з сайту www.space.com
