Die Beobachtungen des Sternentstehungskerns im Orionnebel durch das Weltraumteleskop James Webb haben uns etwas gezeigt, was wir noch nie zuvor gesehen haben.
Dort, im Trapez-Cluster, fanden Wissenschaftler Dutzende planetenähnlicher Objekte, die ungefähr die gleiche Masse wie Jupiter hatten, an keinen Stern gebunden waren und in gravitativ gebundenen Paaren durch die Galaxie trieben, als wäre es ein völlig normales Ereignis.
Aber es ist nicht. Es ist kein Bildungsmechanismus bekannt, der zu diesen Binärblöcken führen könnte, geschweige denn zu 42 davon.
Da immer mehr fremde Welten in der Milchstraße gefunden werden, wird es immer deutlicher, dass unser Verständnis der Planetengeburt einige gravierende Lücken aufweist. Was diese Objekte sind und woher sie kommen, kann uns also helfen, mehr über die Entstehung von Sternen und Planeten zu erfahren.
Die Astronomen Samuel Pearson und Mark McGaughrian von der Europäischen Weltraumorganisation haben sie „Jupiter-Massen-Binärobjekte“ oder JuMBOs genannt Beschrieben im Vordruckpapier die ihm vorgelegt wurde Natur.
Es wird angenommen, dass solche Umgebungen Sterne bilden Es könnte voll sein Mit sogenannten Schurken-Exoplaneten – solchen, die sich von ihren Sternen getrennt haben. Dies liegt daran, dass viele Sterne in unmittelbarer Nähe zueinander die entstehenden Planetensysteme gegenseitig stören können. Simulationen deuten darauf hin, dass gefährliche Exoplaneten unglaublich häufig vorkommen könnten.
Darüber hinaus ist die Anwesenheit von Objekten mit Planetenmasse, die frei im Orion schweben, nicht überraschend. Sie waren Astronomen Vor Jahrzehnten entdecktund erreicht eine Masse, die etwa dreimal so groß ist wie die Masse des Jupiter.
Aber bei Objekten, die kleiner sind als die im Orion, ist die Erkennung eine große Herausforderung. Der Hintergrund von Orion ist sehr hell. Kleine Objekte mit Planetenmasse sind relativ kühl und emittieren den größten Teil ihres Lichts im thermischen Infrarot.
aber dieses, Hier glänzt JWST. Das leistungsstarke Weltraumteleskop ist auf die Erkennung von Infrarotlicht ausgelegt und hat uns die detailliertesten Beobachtungen des Orion aller Zeiten beschert.
Also machten sich Pearson und McCaughrian auf die Suche nach Kleinigkeiten. Doch was sie fanden, übertraf alle Erwartungen.
„Wir haben nach diesen sehr kleinen Objekten gesucht und sie gefunden. Unter ihnen finden wir die Masse des Jupiter oder sogar die Hälfte der Masse des Jupiter, die frei schweben und nicht an einen Stern gebunden sind.“ Hannah Devlin erzählte V.I Wächter.
„Die Physik besagt, dass man Dinge nicht einmal so klein machen kann. Wir wollten sehen, ob wir die Physik durchbrechen können? Und ich denke, wir haben es geschafft, was gut ist.“
Die massiven Objekte sind etwa eine Million Jahre alt, haben Temperaturen um 1000 K (etwa 700 °C) und Umlaufbahnentfernungen zwischen dem 25- und 390-fachen der Entfernung zwischen Erde und Sonne. Die Analyse des schwachen Lichts, das sie aussenden, zeigt Hinweise auf Wasserdampf, Kohlenmonoxid und Methan. Soweit so normal für einen kleinen Gasriesen.
Das Problem bei JuMBOs ist die Tatsache, dass sie in binärer Form vorliegen. Es ist eine Sache, dass ein einsamer, abtrünniger Exoplanet sein eigenes Ding macht. Aber die Existenz zweier durch die Schwerkraft verbundener Körper ist wirklich schwer zu erklären.
Sie sehen, Sterne entstehen, wenn eine Materialmasse unter dem Einfluss der Schwerkraft zu einer Molekülwolke zusammenfällt. Während es rotiert, zieht es mehr Material aus der umgebenden Wolke, wodurch eine Scheibe entsteht, die den Stern speist. Bei diesem Vorgang kann die Scheibe auseinanderbrechen und ein zweiter Stern entstehen; So entsteht ein Doppelstern.
Aber die theoretische Mindestmasse für ein Objekt, das sich in einem Wolkenkollapsszenario bildet, beträgt etwa drei Jupitermassen. In der Materiescheibe, die den Stern umgibt, bilden sich kleine Objekte wie Planeten.
Simulationen deuten darauf hin, dass diese Planetesimale leicht aus ihren Systemen ausgestoßen werden könnten, entweder durch Wechselwirkungen von Planet zu Planet oder von Stern zu Stern. Doch die an dieser Abstoßung beteiligten Mechanismen tragen nicht dazu bei, dass Planetenpaare zusammenbleiben.
Es ist möglich, dass einzelne herausgeschleuderte Planeten einander finden und gravitativ gebunden werden, aber wir gehen davon aus, dass dies sehr selten vorkommt. Die Entdeckung von 42 solchen Paaren, wie sie in der Arbeit von Pearson und McCaughren beschrieben wird, legt nahe, dass uns etwas Grundlegendes fehlt.
„Wie Paare junger Planeten gleichzeitig ausgestoßen werden können und über relativ große Entfernungen, wenn auch schwach, gebunden bleiben, ist noch nicht ganz klar.“ Die Forscher schreiben in ihrer Arbeit.
„Kader Planetenmasseobjekte „Die massiven Objekte, die wir im Trapez-Cluster sehen, könnten aus einer Kombination dieser beiden ‚klassischen‘ Szenarien entstehen, auch wenn beide erhebliche Vorbehalte haben, oder vielleicht handelt es sich um einen völlig neuen und separaten Entstehungsmechanismus, wie etwa die Fragmentierung einer sternenlosen Scheibe.“ erforderlich.“
Die Studie, die JuMBOs beschreibt, ist auf dem Preprint-Server verfügbar arXiv.org.
