Свемирска истраживања: Мистериозни парови планета које још увек не умемо да објаснимо

Мислили смо да у начелу схватамо како настају планете и звезде.

Али откриће десетине парова младих планета у оближњој небули, односно маглини, прети да све то окрене наглавачке.

Они су светови који се просто опиру објашњењу.

Кроз маглину Орион, огроман облак прашине и гасова релативно близу нашој галаксији, лута нешто што изгледа као десетине планета величине Јупитера.

Оне одбијају да се повинују конвенционалном схватању начина на који се формирају планетарни системи.

Уместо да буду везане за звезду, као што је Земља у нашем Сунчевом систему, ове планете слободно плутају кроз свемир у паровима.

Астрономи који су их уочили уз помоћ Свемирског телескопа Џејмс Веб (ЈВСТ) могли су само да се чешу по глави од запрепашћености пред овим новим открићем.

„Ове ствари не би смеле да постоје", каже Симон Портегис Зварт, астрофизичар са Универзитета у Лајдену, у Холандији.

„Оне се противе свему што смо до сада сазнали о настанку звезда и планета."

У наредним месецима, разни су били покушаји да се објасни шта се заправо дешава.

Ове планете, назване Бинарним објектима масе Јупитера, или „џамбо" објекти, још увек не могу до краја да се објасне.

Али приближавамо се одговору, кључна опсервација је на хоризонту и она би могла да реши мистерију једном за свагда.

„Џамбо" објекте су открили Марк Мекохран, бивши астроном Европске свемирске агенције (ЕСА) у Холандији, сада запослен на Институту за астрономију Макс Планк у Немачкој, и Семјуел Пирсон, астроном из ЕСА у Холандији.

Они су користили податке ЈВСТ-а да би проучили маглину Орион, око 1.500 светлосних година од Земље.

Били су посебно заинтересовани за регион младе формације звезда, широк десет светлосних година, по имену Трапез који је само милион година стар.

ЈВСТ, који садржи највеће огледало икада лансирано у свемир, има огромне инфрацрвене могућности, што му дозвољава да завири кроз облаке и прашину као ниједан телескоп пре њега.

Те опсервације су откриле мноштво интересантних младих звезда и региона у којима се формирају звезде.

У њима се огромне ускомешане масе гаса кондензују под гравитацијом да би формирале нове звезде.

Али, они су открили и нешто потпуно изненађујуће - усред космичке прашине, лебде планете величине Јупитера, које изгледају као да плутају у паровима.

„Ово откриће је било потпуно неочекивано", каже Мекохран.

Објекти су били различитих величина, од оних који имају око половине масе Јупитера - највеће планете у нашем Сунчевом систему - до 13 пута масе Јупитера, што сугерише да су све планете вероватно гасовити џинови.

Јупитер, који је отприлике 11 пута већи од Земље, једна је од четири гасовите планете које круже око нашег Сунца.

Такви џиновски светови немају чврсту површину, већ су сачињени од гаса, често око чврстог језгра.

Сваки „џамбо" пар је био раздвојен удаљеностима од свега 4,5 милијарди километара - иста раздаљина која раздваја Нептун и наше Сунце - или чак до скоро 400 пута толико.

Сваки пар изгледа као близаначка тачка светлости у маглини Орион и чини се да круже један око другог.

Џеси Кристијансен, астрономкиња из Насиног Института за науку егзопланета са Калифорнијског института за технологију, каже да је ово откриће довело до „кризног" режима код њеног тима ловаца на егзопланете - планете које се могу наћи унутар нашег Сунчевог система.

„Врло су ме забринуле испочетка.

„Једна од наших дефиниција егзопланете је 'планета која кружи око друге звезде'.

„Чим су ове планете изашле на видело, рекла сам себи: 'Побогу, бинарни објекти масе Јупитера који слободно плутају по свемиру, шта ћу ја сад да радим?", каже она.

Планете које слободно лебде су откриване и раније.

Налазили смо планете које плутају саме у многим областима свемира, вероватно као резултат избацивања из њиховог домаћег сунчевог система одређеним гравитационим гуркањем неке звезде у проласку.

Могуће је да је чак и наш Сунчеви систем тако некада изгубио неки џиновски свет кроз историју.

Пронађени су и већи објекти који слободно лебде, а њихова граница између планете и звезде је замагљена.

Познати као смеђи патуљци, они су неких 15 до 75 пута масе Јупитера, превише мали да би започели хидрогенску фузију у језгрима као што се догађа са звездама, због чега су пригушенијег светла и хладнији.

„Џамбо" планете би представљале новооткривену класу која се налази испод смеђих патуљака.

Мекахрен и Пирсон су у Трапезу открили врео, инфрацрвени сјај око 100 ових објеката, који нису у паровима, а неки чак имају и масу Јупитера.

„Нико их није видео пре", каже Мекахрен.

Али је откриће 42 пара ових објеката, и једне тројке, оно што је истински збуњујуће.

„То уопште није било оно што смо тражили", каже Пирсон.

Многе звезде постоје у паровима, или бинарним формацијама, што је резултат тога што су формиране недалеко једна од друге, у релативно тесним, згуснутим маглинама од прашине и гаса као што је Орион.

„Џамбо" објекти представљају потпуно другачији проблем.

Да су планете које су некада кружиле око звезда, али потом избачене, било би тешко објаснити како су завршиле у паровима.

Мало је вероватно да би две избачене планете које пролазе једна поред друге постале гравитационо везане док лете кроз свемир.

Али њихове масе делују као сувише мале да би се формирале директно од распадања облака гаса, као што је случај са звездама.

„Ови објекти су далеко испод доње границе онога где мислимо да то функционише, што је делимично разлог зашто се теоретичари толико муче са објашњењем", каже Кристијансен,

Заборавите све што сте мислили да знате о настанку планета:

Розалба Перна, теоретска астрофизичарка са Универзитета Стоуни Брук у Њујорку, и њене колеге имају једно могуће решење.

Они кажу да би „џамбо" објекти могли бити одбачени од звезда у паровима, ако су два објекта кружила око звезде у правој конфигурацији.

Оба на истој страни, у тренутку кад је пролазила нека друга звезда.

То би могло да их избаци заједно у „меком" бинарном односу из ког би се на крају раздвојили око милион година касније.

Чак и ако су само две или три од њих праве, то значи да нешто недостаје у нашем читавом разумевању начина на који настају планете и звезде - Семјуел Пирсон

„То захтева да орбите две планете буду релативно блиско усклађене", каже Перна.

Али у таквим случајевима, парови „џамбо" објеката би били „неизбежна последица" интеракције између звезда.

Још једна идеја о избацивању је да су парови већ били парови планета-планета или планета-месец, који су заједно кружили око младе звезде, пре него што су били одбачени.

Портегис Зварт се залаже за другачије објашњење, према ком се „џамбо" објекти формирају исто као звезде, директно од распадања облака гаса.

Позната као „формација на лицу места", то би од нас захтевало да преиспитамо колико мања густина облака гаса може бити да би изазвала такво распадање.

„Мислим да је формација на лицу места једина са којом немам теоријских проблема.

„Она највише обећава", каже Портегис Зварт.

Један од начина да се покрене распадање малих облака гаса и претвори у „џамбо" објекте могао би да подразумева високоенергетске честице зване космички зраци.

Они прожимају читав универзум, емитоване из експлозивних догађаја као што су супернове или активне црне рупе.

Обично кад би облак галактичког гаса - углавном од водоника и хелијума - био премале густине, имао би превише момента импулса да би се распао.

Гас би био сувише распршен и енергичан да би формирао објекте који су тако мали као што је „џамбо".

Космички зраци би могли да понуде решење, успоривши кретање гаса и омогућивши малим џеповима да формирају објекте као што су „џамбо".

„Космички зраци би могли да се понашају као веома вискозна течност и избаце моменат импулса", каже Џонатан Кац, астроном са Вашингтонског универзитета у Сент Луису, у САД, који је осмислио ту идеју.

„Могла би да има малу масу и да прави планете."

Кацу се не допада идеја да су „џамбо" објекти одбачени парови планета.

„То је као да шутирате јаје које се креће брзином од једног километра у секунди.

„Размазаћете беланце и жуманце по свему. Нећете имати нетакнуту љуску.

„Можете да шутнете једну планету, али не можете да их шутнете заједно одједном", каже он.

Неки нису сигурни да „џамбо" објекти уопште постоје.

Питер Плејчен, астроном са Универзитета Џорџ Мејсон у САД, каже да мисли да би они могли да буде звезде које се маскирају као планете.

Он каже да прашњава природа маглине Орион може да замаскира светлост звезда, чинећи да делује црвеније, подаривши им тако планетарни печат.

„Много вероватније објашњење је да су оне само две звезде веће масе које изгледају као да имају боје објеката планетарне масе", каже он.

Мекахрен каже да ово може бити случај за неке од „џамбо" објеката, али не и за све.

„Били смо пажљиви у нашој анализи да бисмо искључили зацрвењене звезде мале масе из позадине као потенцијалне загађиваче.

„Статистичка шанса да је то случај за све 'џамбо' објекте је веома мала", каже он.

Пирсон истиче да чак и ако су само два или три од њих права, то значи да нешто недостаје у нашем разумевању начина на који настају планете и звезде.

Да бисмо то открили засигурно, потребно је да још посматрамо ове објекте.

Мекахрен и Пирсон вредно раде на овом случају - проучавали су их детаљније са ЈВСТ-ом ове године, користећи телескоп да рашчине светлост објеката.

Још нису објавили најновије налазе, али кад то буду учинили, тражиће знаке одређених елемената у атмосфери „џамбо" објеката који би могли да укажу на њихово порекло.

Ако су се формирали око звезда, требало би да садрже теже елементе који би били присутни у диску прашине која формира планете око звезда.

„Сва гушћа материја пада према средини где се те ствари формирају", каже Пирсон.

Током будућих опсервација би чак могли да траже облаке силиката налик песку у атмосфери објеката, што би подржало ово објашњење, иако Орион неће бити видљив за ЈВСТ поново све до октобра 2024. године, јер је сувише близу Сунцу да би телескоп могао да га посматра све до тад.

ББЦ на српском је од сада и на Јутјубу, пратите нас ОВДЕ.

Друга опција би могла бити да се „џамбо" објекти проучавају радио телескопима и прати колико се брзо крећу по небу.

Ако се парови крећу истом брзином од заједничке звезде, то би могло да поткрепи идеју да су оне одбачене планете.

Ако не, то би онда могло да наговести да је тачан модел настанка „на лицу места".

Луис Родригез, астроном са Националног аутономног универзитета у Мексику, већ је успео да примети радио сигнале са једног од највећих „џамбо" парова.

Такви радио сигнали нису били неочекивани, вероватно као резултат магнетних поља или аурора на објектима.

„Вероватно има везе са некаквом интеракцијом са магнетним пољем", каже Родригез, пошто би требало да објекти имају посебно јака магнетна поља због моћнијег динамо ефекта из њихових обртних језгара јер су младе.

Родригез се нада да ће у наредним месецима добити још радио података о „џамбо" објектима од америчке мреже радио телескопа ВЛБА, и од још једне америчке мреже зване ВЛА, до краја године.

„Тада ћемо знати да се ли се крећу брзо или се распадају, што би поткрепило механизам одбацивања", каже он.

Насин телескоп у припреми, по имену Римски свемирски телескоп Ненси Грејс, чије се лансирање планира 2027. године, такође би могао да проучава „џамбо" објекте.

Он ће трагати за егзопланетама, али би могао да се искористи и за тражење објеката унутар маглине Орион.

Можда ће пронаћи више „џамбо" планета него што ЈВСТ може да открије.

„Можете да издвојите стварно бледе објекте све до отприлике масе Сатурна", каже Мелинда Соарес-Фуртадо, астрофизичарка са Висконсинског универзитета у Медисону, у САД.

Проучавање других маглина у потрази за „џамбо" планетама би могло да буде од користи, такође.

То би потврдило да ли су ови необични парови објеката широко распрострањени и у другим областима формације звезда.

„Било какви млади гроздови би били занимљиви", каже Портегис Зварт.

Могле би чак да постоје и неке „џамбо" планете које лебде слободно кроз свемир чекајући да буду откривене, а можда чак и сасвим близу нама.

„Могло би да буде 'џамбо' објеката и близу Сунчевог система, али их само нисмо приметили јер никад нисмо уперили телескоп у њих", каже он.

Без обзира на то шта се испостави да јесу, „џамбо" објекти би могли да нам помогну да „истински схватимо ове звездана породилишта и чему све имају да нас подуче", каже Соарес-Фуртадо.

Али, за сада, мистерија се наставља.

Како изгледа „тамни универзум":

Пратите нас на Фејсбуку,Твитеру, Инстаграму, Јутјубуи Вајберу. Ако имате предлог теме за нас, јавите се на [email protected]