Olbrzymie, swobodnie dryfujące planety mogą tworzyć własne układy planetarne
Nowe badania wykazały, że gigantyczne swobodnie dryfujące planety mają potencjał do tworzenia własnych miniaturowych układów planetarnych bez konieczności posiadania gwiazdy.
 |
| Wygenerowany przez sztuczną inteligencję obraz młodego, swobodnie unoszącego się obiektu o masie planetarnej otoczonego dyskiem pyłowym |
W opublikowanych 31 lipca 2025 roku wynikach badań opartych na obserwacjach Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) naukowcy zbadali młode, odizolowane obiekty o masie 5-10 razy większej od masy Jowisza. Obiekty te mają właściwości porównywalne do planet olbrzymich, ale w przeciwieństwie do nich nie krążą wokół gwiazdy, lecz swobodnie dryfują w przestrzeni kosmicznej.
Swobodnie dryfujące planety są trudne do zaobserwowania, ponieważ są bardzo słabo widoczne i emitują głównie promieniowanie podczerwone. A jednak to właśnie one są kluczem do odpowiedzi na ważne pytania w astrofizyce. Obecnie badania sugerują, że są to obiekty o najmniejszej masie, które powstały podobnie jak gwiazdy w wyniku zapadnięcia się olbrzymich obłoków gazu.
W przeciwieństwie do gwiazd, nie gromadzą one wystarczającej masy, aby zainicjować jakiekolwiek reakcje syntezy jądrowej w swoich wnętrzach. Teoretycznie możliwe jest również, że niektóre z nich powstają w sposób podobny do planet, orbitując wokół gwiazdy, a następnie są wyrzucane ze swoich planetarnych żłobków.
Naukowcy ze Szkoły Fizyki i Astronomii wraz ze współautorami z USA, Włoch, Irlandii, Anglii i Portugalii obserwowali 8 z tych obiektów, wszystkie bardzo młode, aby dowiedzieć się więcej o ich początkach. Wykorzystali dwa instrumenty znajdujące się na pokładzie Teleskopu Webba, największego teleskopu kosmicznego, jaki kiedykolwiek zbudowano, wyposażonego w niezwykle czułe instrumenty podczerwone. Przeanalizowano szczegółowe obserwacje spektroskopowe tych obiektów, przeprowadzone w okresie od sierpnia do października 2024 r., charakteryzujące się bezprecedensowym zasięgiem spektralnym i czułością.
Nowa praca charakteryzuje te obiekty dogłębnie i potwierdza, że mają one masę zbliżoną do masy Jowisza. Sześć z nich wykazuje nadmierną emisję w podczerwieni spowodowaną obecnością ciepłego pyłu w ich bezpośrednim sąsiedztwie. Jest to charakterystyczna cecha dysków, spłaszczonych struktur, które są miejscem narodzin planet.
Obserwacje wykazują również emisję z ziaren krzemianowych w dyskach, z wyraźnymi oznakami wzrostu pyłu i krystalizacji – typowymi pierwszymi etapami powstawania planet skalistych. Emisja krzemianów została wcześniej wykryta w przypadku gwiazd i brązowych karłów, ale jest to pierwsze wykrycie w obiektach o masie planetarnej. Praca ta opiera się na opublikowanym wcześniej artykule Uniwersytetu St Andrews, który wykazał, że dyski wokół swobodnie poruszających się obiektów o masie planetarnej mogą istnieć przez kilka milionów lat, co daje wystarczająco dużo czasu na powstanie planet.
Dr Aleks Scholz, główny badacz projektu, powiedział: Podsumowując, badania te pokazują, że obiekty o masie porównywalnej do masy planet olbrzymich mają potencjał, aby tworzyć własne miniaturowe układy planetarne. Układy te mogłyby przypominać Układ Słoneczny, ale byłyby mniejsze o współczynnik 100 lub więcej pod względem masy i rozmiarów. To, czy takie układy rzeczywiście istnieją, pozostaje kwestią otwartą.
Główna autorka badania, dr Belinda Damian z Uniwersytetu w St Andrews, powiedziała: Odkrycia te pokazują, że elementy budulcowe planet można znaleźć nawet wokół obiektów niewiele większych od Jowisza, dryfujących samotnie w przestrzeni kosmicznej. Oznacza to, że powstawanie układów planetarnych nie jest zjawiskiem charakterystycznym wyłącznie dla gwiazd, ale może również zachodzić wokół samotnych światów pozbawionych gwiazd.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
Czytaj też:
