El telescopio espacial James Webb descubre objetos parecidos a planetas sin estrellas que acechan misteriosamente en Orión

Las observaciones del telescopio espacial James Webb del núcleo de formación estelar en la Nebulosa de Orión nos han brindado algo que nunca antes habíamos visto.

Allí, en el Cúmulo del Trapecio, los científicos encontraron docenas de objetos parecidos a planetas de aproximadamente la misma masa que Júpiter, desligados de cualquier estrella, desplazándose a través de la galaxia en pares unidos gravitacionalmente como si fuera un suceso completamente normal.

Pero no lo es. No se conoce ningún mecanismo de formación que pueda conducir a estos bloques binarios, y mucho menos a 42 de ellos.

A medida que se encuentran más y más mundos alienígenas en la Vía Láctea, se vuelve cada vez más claro que nuestra comprensión del nacimiento planetario tiene algunos agujeros serios. Entonces, qué son estos objetos y de dónde vienen puede ayudarnos a aprender más sobre cómo se forman las estrellas y los planetas.

Los astrónomos Samuel Pearson y Mark McGaughrian, de la Agencia Espacial Europea, los han llamado «objetos binarios con masa de Júpiter» o JuMBO, y Descrito en papel preimpreso que le fue presentado naturaleza.

Se cree que en estos entornos se forman estrellas. puede que esté lleno Con lo que llamamos exoplanetas rebeldes: aquellos que se han separado de sus estrellas. Esto se debe a que tener muchas estrellas muy cerca unas de otras puede alterar los sistemas planetarios emergentes de cada una. Las simulaciones sugieren que los exoplanetas rebeldes podrían ser increíblemente comunes.

Además, la presencia de objetos de masa planetaria flotando libremente en Orión no es sorprendente. eran astrónomos Descubierto hace décadasalcanzando una masa aproximadamente tres veces la masa de Júpiter.

Pero para objetos más pequeños que los de Orión, la detección es un desafío importante. El fondo de Orión es muy brillante. Los objetos pequeños de masa planetaria son relativamente fríos y emiten la mayor parte de su luz en el infrarrojo térmico.

pero esto, Aquí es donde brilla JWST. El poderoso telescopio espacial está diseñado para detectar luz infrarroja y nos ha brindado las observaciones más detalladas jamás realizadas de Orión.

Entonces Pearson y McCaughrian fueron a buscar artículos pequeños. Pero lo que encontraron desafió las expectativas.

«Estábamos buscando estos objetos muy pequeños y los encontramos. Debajo encontramos la masa de Júpiter, o incluso la mitad de la masa de Júpiter, flotando libremente, no adheridos a una estrella». Hannah Devlin le dijo a VI Sereno.

«La física dice que ni siquiera se pueden hacer cosas tan pequeñas. Queríamos ver si podemos romper la física. Y creo que lo hicimos, lo cual es bueno».

Estos objetos masivos tienen alrededor de un millón de años, temperaturas de alrededor de 1000 K (unos 700 °C) y distancias orbitales entre 25 y 390 veces la distancia entre la Tierra y el Sol. El análisis de la tenue luz que emiten revela indicios de vapor de agua, monóxido de carbono y metano. Hasta ahora todo es normal para un pequeño gigante gaseoso.

El problema con los JuMBO es el hecho de que vienen en forma binaria. Una cosa es que un exoplaneta solitario y rebelde haga lo suyo. Pero la existencia de dos cuerpos unidos por la gravedad es realmente difícil de explicar.

Verá, las estrellas se forman cuando una masa de material colapsa en una nube molecular bajo la influencia de la gravedad. A medida que gira, extrae más material de la nube circundante, lo que forma un disco que alimenta a la estrella. Durante este proceso, el disco puede romperse y crear una segunda estrella; Así nace una estrella binaria.

Pero la masa mínima teórica para un objeto que se forma en un escenario de colapso de nubes es de aproximadamente tres masas de Júpiter. Los objetos pequeños, como los planetas, se forman en el disco de materia que rodea a la estrella.

Las simulaciones sugieren que estos planetesimales podrían ser fácilmente expulsados ​​de sus sistemas, ya sea mediante interacciones entre planetas o entre estrellas. Pero los mecanismos implicados en esta repulsión no ayudan a que los pares planetarios permanezcan juntos.

Es posible que los planetas expulsados ​​individualmente se encuentren entre sí y queden unidos gravitacionalmente, pero esperamos que esto sea muy raro. El descubrimiento de 42 de estos pares, como se describe en el artículo de Pearson y McCaughren, sugiere que hay algo fundamental que nos estamos perdiendo.

«Aún no está del todo claro cómo pueden ser expulsados ​​simultáneamente pares de planetas jóvenes y permanecer unidos, aunque débilmente a distancias relativamente largas». Los investigadores escriben en su artículo..

«Equipo Objetos de masa planetaria «Los objetos masivos que vemos en el cúmulo del Trapecio pueden surgir de una combinación de estos dos escenarios ‘clásicos’, incluso si ambos tienen salvedades importantes, o tal vez sea un mecanismo de formación completamente nuevo y separado, como la fragmentación de un disco sin estrellas. requerido.»

El estudio que describe los JuMBO está disponible en el servidor de preimpresión. arXiv.org.