Czy układy planetarne mogą istnieć bez gwiazdy? Nowe obserwacje wykonane przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) sugerują, że tak. Najnowsze badania zmieniają nasze dotychczasowe rozumienie procesów powstawania planet, wskazując, że nawet samotne, bezgwiezdne światy mogą mieć swoje własne systemy planetarne – miniaturowe i znacznie słabsze niż Układ Słoneczny, ale działające na tych samych zasadach fizycznych.
Wspieraj Puls Kosmosu na Patronite.pl
Między sierpniem a październikiem 2024 roku astronomowie skierowali JWST na osiem młodych, swobodnie poruszających się planet – obiektów niepołączonych z żadną gwiazdą i przemieszczających się samotnie przez przestrzeń międzygwiazdową. Każda z tych planet miała masę od pięciu do dziesięciu razy większą niż Jowisz. Choć niewidoczne w świetle widzialnym, emitują one słabe promieniowanie podczerwone, idealne do obserwacji za pomocą czułych instrumentów teleskopu Webba.
W sześciu przypadkach naukowcy wykryli rozległe halo ciepłego pyłu – dyski przypominające te, które zwykle obserwuje się wokół młodych gwiazd i brązowych karłów. To właśnie w takich dyskach – tzw. dyskach protoplanetarnych – powstają planety. Co więcej, w ich składzie znaleziono ziarna krzemianów, czyli jedne z pierwszych składników budulcowych planet skalistych. Choć wcześniej krzemiany były obserwowane wokół bardziej masywnych obiektów, to pierwszy raz zarejestrowano je wokół ciał o tak małej masie – zaledwie nieznacznie większej od Jowisza.
To przełomowe odkrycie rzuca nowe światło na naturę tzw. planet swobodnych – olbrzymich ciał niebieskich, które nie krążą wokół żadnej gwiazdy. Część z nich mogła powstać w wyniku zapadania się obłoków gazu i pyłu, podobnie jak gwiazdy. Inne mogły narodzić się w tradycyjnych układach planetarnych i zostać z nich wyrzucone w wyniku oddziaływań grawitacyjnych – np. kolizji z innymi planetami lub zbliżeń z przelatującymi gwiazdami.
Co istotne, wcześniejsze badania sugerowały już, że takie dyski pyłowe mogą przetrwać miliony lat – wystarczająco długo, by powstały w nich nowe planety. Oznacza to, że niektóre z tych samotnych olbrzymów mogą nie być aż tak samotne – mogą otaczać je własne, mniejsze planety. Te hipotetyczne układy byłyby jednak przynajmniej 100 razy mniej masywne niż Układ Słoneczny i znacznie bardziej kompaktowe.
Odkrycie Webba poszerza nasze rozumienie formowania się planet i sugeruje, że nie jest ono zarezerwowane wyłącznie dla gwiazd. Nawet niewielkie obiekty, pozbawione światła i ciepła gwiazdy centralnej, mogą tworzyć układy planetarne. To rewolucyjna koncepcja, która wymaga przemyślenia wielu dotychczasowych modeli ewolucji planet.
Naukowcy planują teraz kolejny krok: próbę wykrycia kompletnego, bezgwiezdnego układu planetarnego. Dzięki potężnym możliwościom obserwacyjnym JWST takie układy mogą już wkrótce zostać odkryte. A to otwiera całkiem nowy rozdział w badaniach nad tym, gdzie i jak mogą powstawać planety.
Źródło: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/adea50