Астрономы подтвердили наличие двойных планет-изгоев в туманности Ориона
Согласно совсем еще недавним представлениям, все планеты должны вращаться вокруг звезд. Это была аксиома. По крайней мере, так было до тех пор, пока астрономы не начали находить планеты-изгои, также называемые свободно плавающими планетами (FFP). Некоторые из этих планет были оторваны от своих звезд и теперь дрейфуют по космосу, не привязанные ни к одной звезде. Другие сформировались изолированно.
Теперь астрономы обнаружили, что некоторые планеты-изгои могут вращаться вокруг друг друга.
В 2023 году астрономы, работающие с космическим телескопом Джеймс Уэбб (JWST), обнаружили 42 объекта, называемых JuMBO (Jupiter-Mass Binary Objects) во внутренней туманности Ориона и скоплении Трапеции. JuMBO отличаются от других свободно плавающих планет тем, что это двойные объекты с массой Юпитера.
Новое исследование подробно рассматривает один из JuMBO. Но вместо инфракрасных наблюдений JWST авторы использовали наблюдения с VLA для изучения объекта в радиодиапазоне.
«Существование этих свободно плавающих двойных планетарных масс было неожиданным для наших современных теорий формирования звезд и планет», — пишут ученые в своей статье. «Эти системы не связаны со звездами, а их компоненты имеют массы планет-гигантов типа Юпитера и расстояния в плоскости неба порядка около 100 а.е.».
Наше понимание планет и того, как они формируются, начинается со звезд. Звезды формируются в гигантских молекулярных облаках, и по мере их формирования вокруг звезды формируется вращающийся диск из газа и пыли. В этих дисках появляются планеты и они распределяются по орбитам вокруг звезды.
Но планеты-изгои могут формироваться по-другому. В настоящее время существует два конкурирующих объяснения их образования. Они могут формироваться вокруг звезд, как описано выше, или изолированно, как это делают звезды малой массы и коричневые карлики.
Массы JuMBO варьируются от 0,6 до 14 масс Юпитера и находятся на расстоянии от 28 до 384 а.е. друг от друга. В настоящее время нет объяснения того, как могут формироваться эти бинарные объекты. Одиночные планеты-изгои соответствуют нашему пониманию того, как формируются звезды и планетные системы. Но JuMBO не вписываются в это понимание.
Эти объекты имеют много общего с коричневыми карликами, субзвездными объектами, более массивными, чем самые большие планеты, но слишком маленькими, чтобы запустить термоядерный синтез. Коричневые карлики можно найти на большом расстоянии друг от друга в двойных системах. Астрономы обнаружили одну пару коричневых карликов, разделенную расстоянием в 240 а.е., и, вероятно, еще предстоит открыть более удаленные друг от друга коричневые карлики.
В новой статье исследователи рассмотрели один конкретный JuMBO под названием JuMBO 24. Они изучили наблюдения VLA, охватывающие десятилетие, и обнаружили, что JuMBO 24 по радиосветимости был намного ярче, чем коричневые карлики.
Это составное изображение от нескольких фильтров, которое представляет излучение ионизированного газа, углеводородов, молекулярного газа, пыли и рассеянного звездного света. Наиболее заметной является полоса (перемычка) Ориона, стена из плотного газа и пыли, которая на этом изображении проходит сверху слева направо и содержит яркую звезду θ 2 .Орион А. Сцена освещена группой горячих молодых массивных звезд (известных как Скопление Трапеции), которая расположена в правом верхнем углу изображения. Сильное и резкое ультрафиолетовое излучение скопления Трапеция создает горячую ионизированную среду в правом верхнем углу и медленно разрушает полосу Ориона.
Исследовательская группа, естественно, задалась вопросом, исходят ли обнаруженные ими радиоисточники от JuMBO 24. Проанализировав данные, они пришли к выводу, что крайне маловероятно, что радиоизлучение исходит от источника, отличного от JuMBO 24.
Объектами, наиболее похожими на JuMBO по радиоизлучению, являются ультрахолодные карлики. Но JuMBO 24 не демонстрирует те же закономерности радиоизлучения, что и ультрахолодные карлики. У него оно стабильно, в то время как излучение ультрахолодных карликов имеет большую изменчивость.
«Радиоизлучение незначительно разрешается в том же направлении, что и инфракрасный источник, обнаруженный JWST, что позволяет предположить, что радиоизлучение исходит от комбинации двух объектов планетарной массы», — пишут исследователи. На данный момент механизм, ответственный за радиоизлучение, остается загадкой. «Чтобы определить природу механизма радиоизлучения, необходимы дополнительные радионаблюдения», — заключает команда.
По мнению ведущего автора Луиса Родригеса, в этом открытии есть нечто большее, чем просто необъяснимое радиоизлучение, и что это открытие много значит для нашего понимания того, как формируются планеты. У этих двойных планет, вращающихся на сверхшироких орбитах друг вокруг друга могут быть спутники, которые являются потенциально обитаемыми.
«Что действительно примечательно, так это то, что у этих объектов могут быть спутники, подобные Европе или Энцеладу, оба из которых имеют подземные океаны жидкой воды, которые могут поддерживать жизнь», — заявил он.
Исследование было опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.