Астрофізики з'ясували природу дивних планет, які блукають космосом: що створює ці об'єкти

Астрофізики змогли з'ясувати, чому так багато планет, що блукають у космосі, мають масу, набагато більшу за масу Юпітера, і з'ясували, яким чином формуються дуже дивні планети. Дослідження опубліковано в The Astrophysical Journal, пише Universe Today.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Як відрізняти зірку від планети?

Зірки мають достатню масу для запуску термоядерного синтезу водню і перетворення його на гелій у своїх ядрах. У планет немає такої маси. З іншого боку, існують такі об'єкти, як коричневі карлики, які не є ні планетами, ні зірками. Ці об'єкти мають масу, яка в 15-80 разів більша за масу Юпітера, тому вони недостатньо великі для запуску термоядерного синтезу водню в ядрі, але цієї маси достатньо для синтезу ізотопу водню — дейтерію. Хоча гелій у цьому випадку не виробляється.

Є ще один спосіб розрізнити планети і зірки. Зірки утворюються внаслідок стиснення під впливом гравітації грудок газу та пилу в молекулярній хмарі. Таким чином зірки швидко набирають масу. Планети утворюються внаслідок поступового накопичення газу і пилу з протопланетного диска, що оточує зірку. Але знову ж таки, лінія поділу стає розмитою для коричневих карликів.

Проблема в тому, що якщо коричневі карлики формуються в молекулярній хмарі, як і зірки, то вони недостатньо масивні, щоб сформуватися швидко. Але якщо коричневі карлики формуються як планети, їм потрібно неймовірно швидко накопичувати масу.

Дивні подвійні об'єкти з масою Юпітера

Моделювання астрофізиків показує, що планеті важко сформуватися з масою, яка в кілька разів перевищує масу Юпітера. То що ж відбувається? Відповідь приховують дивні подвійні об'єкти з масою Юпітера, або JuMBO, які схожі на планети, але вільно блукають у космосі без гравітаційного зв'язку з будь-якою зіркою.

Кожен компонент JuMBO х має масу, яка в 0,7 — 13 разів більша за масу Юпітера. Якщо вони формуються як планети, вони повинні зустрічатися дуже рідко, якщо вони формуються як подвійні зірки, вони повинні мати більшу масу.

За допомогою космічного телескопу Вебб вчені виявили в туманності Оріона, де народжується дуже багато нових зірок, 540 блукаючих об'єктів з масою Юпітера, або ще їх називають планета-ізгой. Сам факт наявності такої кількості блукаючих планет дивує, але ще більше здивувало вчених те, що 42 з них були JuMBO. Тобто це зовсім не рідкісні об'єкти. То як же вони утворюються?

За словами астрофізиків, одна з підказок була виявлена у відстані між компонентами JuMBO. Найчастіше ці компоненти подвійної системи розділяє відстань 28-384 астрономічних одиниць (1 астрономічна одиниця — це приблизно 150 млн км). Схожий поділ можна побачити у подвійних зірок, маса яких схожа на масу Сонця. Але ці зірки в подвійній системі розділяє відстань у 50 — 300 астрономічних одиниць.

У космосі знаходиться величезна кількість подвійних зірок. Їх набагато більше, ніж одиночних зірок, таких, як Сонце. Водночас навколо таких регіонів, де виникають нові зірки, як туманність Оріона, знаходиться багато масивних зірок з інтенсивним випромінюванням.

Як виникають незвичайні планети, що блукають космосом?

За словами астрофізиків, масивні зірки, які утворюються першими, можуть послати в довколишні регіони іонізуюче випромінювання. З огляду на те, наскільки поширені JuMBO, ймовірно, вони були створені як подвійні зірки, але більша частина їхньої маси була знищена випромінюванням. Тому, замість того, щоб стати подвійними планетами, вони є невдалими зірками.

Це може пояснити, чому так багато планет-ізгоїв мають масу, що в кілька разів більша за масу Юпітера. Те саме сильне випромінювання виштовхнуло їх із рідних зоряних систем, вважають автори дослідження.

Як уже писав Фокус, фізики вперше виявили дивні частинки, які мають масу тільки під час руху в одному напрямку. Вчені виявили частинки, які рухаються так, ніби у них немає маси, але в інших випадках рухаються як дуже масивна частинка.

Також Фокус писав про те, що вчені представили новий метод вивчення чорних дір, який допоможе також перевірити, чи узгоджуються ці пожирачі матерії з теорією відносності Ейнштейна.