Телескоп James Webb в 2023 году обнаружил в области Трапеция Туманности Ориона необычные объекты: пары свободно плавающих тел размером с Юпитер. Их назвали JuMBOs (Jupiter-Mass Binary Objects). Каждый объект в паре имеет массу от 0,7 до 30 масс Юпитера. Эти газовые гиганты не вращаются вокруг звезды, а связаны гравитационно друг с другом, обращаясь по орбитам на расстоянии от 25 до 400 астрономических единиц (где 1 а. е. равна расстоянию от Земли до Солнца).
Существование JuMBOs ставит под сомнение современные теории формирования планет. Как могли возникнуть такие пары? Основные гипотезы предполагают: либо они сформировались у звезды и были выброшены вместе гравитацией другой звезды, либо являются остатками ядер протозвезд, сформировавшихся подобно звездам.
В 2024 году Кевин Лахман, профессор астрономии и астрофизики Университета штата Пенсильвания, предложил альтернативу. Он повторно проанализировал данные James Webb и выдвинул гипотезу: JuMBOs – это не реальные пары планет в Орионе, а далекие фоновые объекты, случайно попавшие в поле зрения телескопа.
Обсуждение работы Лахмана сподвигло Ричарда Паркера, старшего преподавателя астрофизики Университета Шеффилда (Великобритания), его коллегу профессора теоретической астрофизики Симона Гудвина и студентку Джессику Даймонд на новое исследование. Ранее никто не изучал, как долго JuMBOs могут выживать в межзвездном пространстве. Главная угроза – гравитационное влияние близких звезд в плотных скоплениях.
Команда смоделировала туманность, аналогичную исходному составу облака Ориона, с 1500 компонентами (звезды и JuMBOs). Было создано 5 вариантов модели с разной плотностью звездного населения и разным расстоянием между объектами в парах JuMBOs. Для каждого варианта провели по 10 раундов N-телных симуляций, рассчитывая гравитационные взаимодействия объектов с течением времени.
Результаты, опубликованные 2 мая в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, оказались поразительными. JuMBOs чрезвычайно недолговечны. В плотной туманности соседние звезды разрушают почти 90% таких пар всего за 1 миллион лет. Даже в наилучшем сценарии (меньше звезд и более тесные орбиты JuMBOs) выживает лишь около 50% пар. Пары с широким разделением разрушались легче. Планетные двойные системы обладают меньшей энергией связи, чем системы звезда-планета, и еще уязвимее в звездных «толпах».
Это означает, что наблюдаемые James Webb JuMBOs должны быть крайне редкими счастливчиками, пережившими гравитационный хаос. Их предполагаемое количество требует невероятно огромной изначальной популяции JuMBOs, что маловероятно. Таким образом, симуляции Паркера косвенно поддерживают скептическую интерпретацию Лахмана: JuMBOs могут быть артефактом наблюдений. Необходим тщательный повторный анализ исходных данных James Webb для окончательной проверки.
Открытие James Webb продолжает ставить загадки: от нового типа «скрытых» черных дыр и обнаружения молекул в атмосфере «адской планеты» до наблюдения одних из самых холодных и древних миров и странных «сбежавших» планет, которые могут оказаться неудавшимися звездами.
Изображение носит иллюстративный характер
Существование JuMBOs ставит под сомнение современные теории формирования планет. Как могли возникнуть такие пары? Основные гипотезы предполагают: либо они сформировались у звезды и были выброшены вместе гравитацией другой звезды, либо являются остатками ядер протозвезд, сформировавшихся подобно звездам.
В 2024 году Кевин Лахман, профессор астрономии и астрофизики Университета штата Пенсильвания, предложил альтернативу. Он повторно проанализировал данные James Webb и выдвинул гипотезу: JuMBOs – это не реальные пары планет в Орионе, а далекие фоновые объекты, случайно попавшие в поле зрения телескопа.
Обсуждение работы Лахмана сподвигло Ричарда Паркера, старшего преподавателя астрофизики Университета Шеффилда (Великобритания), его коллегу профессора теоретической астрофизики Симона Гудвина и студентку Джессику Даймонд на новое исследование. Ранее никто не изучал, как долго JuMBOs могут выживать в межзвездном пространстве. Главная угроза – гравитационное влияние близких звезд в плотных скоплениях.
Команда смоделировала туманность, аналогичную исходному составу облака Ориона, с 1500 компонентами (звезды и JuMBOs). Было создано 5 вариантов модели с разной плотностью звездного населения и разным расстоянием между объектами в парах JuMBOs. Для каждого варианта провели по 10 раундов N-телных симуляций, рассчитывая гравитационные взаимодействия объектов с течением времени.
Результаты, опубликованные 2 мая в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, оказались поразительными. JuMBOs чрезвычайно недолговечны. В плотной туманности соседние звезды разрушают почти 90% таких пар всего за 1 миллион лет. Даже в наилучшем сценарии (меньше звезд и более тесные орбиты JuMBOs) выживает лишь около 50% пар. Пары с широким разделением разрушались легче. Планетные двойные системы обладают меньшей энергией связи, чем системы звезда-планета, и еще уязвимее в звездных «толпах».
Это означает, что наблюдаемые James Webb JuMBOs должны быть крайне редкими счастливчиками, пережившими гравитационный хаос. Их предполагаемое количество требует невероятно огромной изначальной популяции JuMBOs, что маловероятно. Таким образом, симуляции Паркера косвенно поддерживают скептическую интерпретацию Лахмана: JuMBOs могут быть артефактом наблюдений. Необходим тщательный повторный анализ исходных данных James Webb для окончательной проверки.
Открытие James Webb продолжает ставить загадки: от нового типа «скрытых» черных дыр и обнаружения молекул в атмосфере «адской планеты» до наблюдения одних из самых холодных и древних миров и странных «сбежавших» планет, которые могут оказаться неудавшимися звездами.
