«Джеймс Уэбб» заставляет переосмыслить грань между звездой и планетой

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» показал, что гигантский объект массой в 15 Юпитеров сформировался как планета, а не звезда — это меняет представления о происхождении и эволюции массивных миров.

Гигантская газовая экзопланета 29 Cygni b, находящаяся на значительном удалении от родительской звезды в представлении художника

Источник: https://phys.org/

Астрономы с помощью космического телескопа James Webb получили новые данные, которые меняют представления о том, где проходит грань между планетами и звездами. Исследователи изучили массивный объект 29 Cygni b и пришли к выводу, что он сформировался по «планетному» сценарию, несмотря на массу, близкую к звездной. Работа опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.

На грани двух сущностей

Планеты формируются из пыли и льда в протопланетном диске вокруг молодой звезды. Звезды же возникают иначе: газовое облако фрагментируется и сжимается под действием собственной гравитации. До сих пор считалось, что очень массивные объекты — соответствующие десяткам масс Юпитера — скорее образуются по «звездному» сценарию.

Объект 29 Cygni b весит примерно в 15 раз больше Юпитера и находится на расстоянии около 2,4 млрд км от своей звезды — примерно как Уран от Солнца. Такой объект мог бы сформироваться любым из двух способов, поэтому он стал идеальной целью для проверки теорий.

Камера Webb's NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона) использовалась в коронографическом режиме, в котором блокируется света звезды-хозяйки (синий четырехугольник). Изображение сочетает в себе свет от трех фильтров толщиной от 4 до 5 микрон. Планета видна ярче всего в синем фильтре, затем в зеленом, затем в красном, в итоге на цветном изображении она выглядит как белая точка. Без углекислого газа в атмосфере планета выглядела бы заметно краснее.

Источник: NASA

Наблюдения «Уэбба» выявили в атмосфере планеты значительное количество углерода и кислорода. Их содержание соответствует примерно 150 массам Земли, что характерно именно для планет, которые накапливают вещество из диска, а не формируются напрямую из водородно-гелиевого облака с последующим синтезом тяжелых элементов.

Дополнительным аргументом стала ориентация орбиты: она совпадает с направлением вращения звезды, как это наблюдается в Солнечной системе и других планетных системах. Такое выравнивание обычно указывает на формирование в составе общего протопланетного диска.

Почему это важно

Полученные данные означают, что планеты могут быть гораздо массивнее, чем считалось ранее. Это размывает границу между гигантскими планетами, коричневыми карликами и маломассивными звездами. В будущем исследователи планируют изучить еще несколько объектов похожей массы, чтобы понять, где проходит верхний предел планетообразования.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) — самый упоминаемый аппарат для исследования дальнего космоса.

Источник: space.com

Интересно, что другие наблюдения последних лет также показывают сходство процессов формирования планет и звезд. Например, ранее астрономы обнаружили «блуждающую» планету, которая поглощает вещество и растет почти как молодая звезда, что также ставит под сомнение четкую границу между этими классами объектов.

Об упомянутой планете-сироте, которая растет на 6 миллиардов тонн в секунду, мы рассказали тут.