Художественное представление
На изображении художника показан околозвёздный диск, окружающий свободно плавающую планету. Хотя эти одинокие гигантские планеты не привязаны ни к одной звезде, у них есть диски, похожие на тот, который сформировал планеты вокруг нашего Солнца.
Новые открытия
Планеты без звёзд могут оказаться не такими уж одинокими. Новое исследование под руководством астрономов из Университета Сент-Эндрюс показывает, что свободно плавающие гигантские планеты — те, что дрейфуют в межзвёздном пространстве, — могут иметь собственные миниатюрные планетные системы.
Используя беспрецедентные возможности инфракрасного наблюдения космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), команда изучила выборку из восьми молодых изолированных объектов планетарной массы с массой в пять-десять раз больше массы Юпитера. Хотя эти одинокие гиганты не привязаны ни к одной звезде, у них обнаружены пыльные околопланетные диски — структуры, похожие на те, что сформировали планеты вокруг нашего Солнца.
Значимые выводы
Результаты, опубликованные сегодня в «The Astronomical Journal», знаменуют значительный шаг в понимании того, как планетные системы могут возникать в отсутствие звёзд.
«Эти открытия показывают, что строительные блоки для формирования планет можно найти даже вокруг объектов, которые немногим больше Юпитера и дрейфуют в космосе в одиночестве. Это означает, что формирование планетарных систем возможно не только вокруг звёзд, но и вокруг одиноких беззвёздных миров», — говорит Белинда Дамианте, ведущий автор исследования.
Трудности обнаружения
Свободно плавающие планеты чрезвычайно сложно обнаружить, они слабо светят в инфракрасном диапазоне и не дают видимых подсказок. Тем не менее они содержат захватывающие намёки на нижние пределы звездообразования и внешние границы формирования планет. Считается, что некоторые свободно плавающие объекты формируются подобно звёздам, в результате гравитационного коллапса газовых облаков. Другие могут начать свою жизнь как обычные планеты, вращающиеся вокруг звёзд, прежде чем быть выброшенными в космическую пустоту.
Методы исследования
С августа по октябрь 2024 года исследователи использовали чувствительные инфракрасные инструменты JWST для проведения детальных спектроскопических исследований своих объектов. Данные показали, что шесть из восьми объектов окружены тёплой пылью, интенсивно излучающей в инфракрасном диапазоне, — признак околозвёздных дисков.
Более интересно то, что команда обнаружила излучение от силикатных зёрен внутри этих дисков, свидетельствующее о росте и кристаллизации зёрен. Считается, что эти процессы — первые стадии формирования каменистых миров.
«В совокупности эти исследования показывают, что объекты с массой, сравнимой с массой гигантских планет, могут формировать собственные миниатюрные планетные системы», — говорит Алекс Шольц, руководитель проекта. «Эти системы могут быть похожи на Солнечную систему, только уменьшенную в размерах и массе в сто или более раз. Существование таких систем ещё предстоит доказать».
Исследование основано на более ранних работах той же группы, показывающих, что диски вокруг свободно плавающих объектов планетарной массы могут сохраняться в течение миллионов лет — потенциально достаточно долго, чтобы планеты могли сформироваться.
Вопрос терминологии
Но действительно ли мы должны называть эти гипотетические спутники планетами, или они просто луны?
«Мы пока не знаем, как называть меньшее тело, вращающееся вокруг свободно плавающего объекта, похожего по массе на планету», — сказал Шольц в интервью «Astronomy Now». «Есть люди, которые скорее назвали бы их лунами, и это тоже нормально. Эти системы — если они существуют — будут больше похожи на Юпитер и его луны, чем на нашу Солнечную систему, но луна — это обычно «что-то, что вращается вокруг чего-то, что вращается вокруг чего-то ещё», а здесь это не так. В какой-то момент нам нужно провести дискуссию о том, как их называть».
Шольц отмечает, что споры о номенклатуре и определениях обычно означают, что мы нашли что-то совершенно новое и захватывающее. Конечно, если это подтвердится, существование уменьшенных планетарных систем, вращающихся вокруг беззвёздных гигантских планет, может открыть совершенно новую категорию в планетологии, ставя под сомнение представления о том, где и как рождаются миры.