Планеты блуждают в молекулярном облаке Персея на расстоянии 960 световых лет и имеют размер от пяти до 10 раз больше массы Юпитера.
По словам ученых, странные космические бродяги являются доказательством того, что гигантские планеты могут формироваться практически так же, как и звезды, — путем образования непосредственно из турбулентных облаков коллапсирующего межзвездного газа. Результаты исследования были приняты к публикации в журнале The Astronomical Journal и доступны на сервере препринтов arXiv.
«Мы исследуем самые границы процесса звездообразования», — сказал ведущий автор исследования Адам Лангевельд, астрофизик из Университета Джонса Хопкинса. «Если у вас есть объект, который выглядит как молодой Юпитер, возможно ли, что он мог бы стать звездой при подходящих условиях? Это важный контекст для понимания формирования как звезд, так и планет».
Обычно планеты формируются из остатков газа и пыли, использованных при образовании звезд, создавая солнечные системы, такие как наша собственная. Но не все планеты образуются таким образом: Иногда гигантские планеты могут формироваться непосредственно из газового коллапса, говорят авторы исследования.
Чтобы обнаружить странников, исследователи использовали прибор JWST для формирования изображений в ближней инфракрасной области и бесщелевой спектрограф (NIRISS), который проникает сквозь газовые облака и анализирует профиль инфракрасного излучения каждого объекта в наблюдаемой части звездного скопления. Используя этот метод, исследователи также заметили несколько известных коричневых карликов — странных объектов, которые массивнее самых больших планет, но меньше самых маленьких звезд, — включая один, сопровождаемый объектом размером с планету.
Мы использовали беспрецедентную чувствительность «Вебба» в инфракрасном диапазоне для поиска самых слабых членов молодого звездного скопления, стремясь ответить на фундаментальный вопрос астрономии: насколько легкий объект может сформироваться как звезда?» — сказал старший автор исследования Рэй Джаявардхана, проректор и астрофизик Университета Джона Хопкинса, в своем заявлении. «Оказалось, что самые маленькие свободно плавающие объекты, которые формируются как звезды, по массе перекрываются с гигантскими экзопланетами, обращающимися вокруг близлежащих звезд».
Это не первый раз, когда JWST замечает в космосе свободно плавающие планеты. Самая большая находка была сделана в 2023 году, когда 42 пары газовых гигантов — известных как бинарные объекты с массой Юпитера или JUMBO — были замечены дрейфующими через туманность Ориона. Эти объекты размывают границы между тем, что является планетой, а что нет, поскольку многие из их масс перекрываются с газовыми гигантами и коричневыми карликами.
«Вполне вероятно, что такая пара образовалась так же, как и бинарные звездные системы, — из облака, фрагментирующегося по мере его сжатия», — говорит Джаявардхана. «Разнообразие систем, созданных природой, поражает воображение и заставляет нас совершенствовать наши модели формирования звезд и планет».
По словам исследователей, их следующими шагами будет наблюдение за объектами с помощью JWST, изучение их атмосфер и состава в поисках подсказок об их формировании и отличии от других космических объектов.
Планеты-изгои представляют собой одни из самых загадочных объектов во Вселенной, и их обнаружение с помощью JWST поднимает важные вопросы касательно их происхождения и эволюции. Некоторые ученые предполагают, что эти планеты могли быть выброшены на ранних стадиях формирования своих родных систем, когда гравитационное взаимодействие с другими массивными объектами привело к их изгнанию. Другие же считают, что они могли образоваться независимо, в результате коллапса газовых облаков, как это происходит при рождении звезд. Независимо от механизма их создания, наличие подобных объектов в большом количестве свидетельствует о широком спектре условий, в которых могут формироваться планеты.
Для дальнейшего изучения планет-изгоев команда ученых планирует провести более детальное обследование их атмосфер с помощью возможностей JWST. Анализ инфракрасного спектра позволит понять химический состав этих планет, а также их температурные режимы и наличие возможных атмосферных структур, таких как облака и системы ветров. Это, в свою очередь, поможет определить, насколько они схожи или отличаются от газовых гигантов, вращающихся вокруг звезд.
Кроме того, исследование этих странствующих объектов окажет влияние на наши представления о формирования планетных систем в целом. Если дальнейшие наблюдения подтвердят, что некоторые из планет-изгоев действительно образуются аналогично звездам, это вынудит астрономов пересмотреть существующие модели планетарного и звездного формирования, учитывая возможность, что процессы, ведущие к созданию подобных объектов, могут быть более разнообразными и сложными, чем предполагалось ранее.
В конечном счете, такие открытия, как обнаруженные планеты-изгои, подчеркивают важность непрерывных наблюдений и исследований космоса. С каждым новым наблюдением телескопа Джеймса Уэбба ученые получают все больше информации, которая бросает вызов нашему пониманию Вселенной и помогает создавать все более точные и всеобъемлющие модели её устройства.
