O planetama razmišljamo kao o inherentno zatvorenoj deci zvezda domaćina.
Prostor je, međutim, čudna i živa stvar; objekti ne poštuju uvek pravila za koja mislimo da bi trebalo.
Koristeći JVST, astronomi su uhvatili šest „odmetnutih“ objekata veličine planete, koji zumiraju nevezani za bilo koju zvezdu, divlji i slobodni kroz međuzvezdani prostor, u predivnom okruženju magline koja stvara zvezde u sazvežđu Perseja.
„Ispitiramo same granice procesa formiranja zvezda“, kaže astrofizičar Adam Langeveld sa Univerziteta Džons Hopkins.
„Ako imate objekat koji izgleda kao mladi Jupiter, da li je moguće da je mogao da postane zvezda pod pravim uslovima? Ovo je važan kontekst za razumevanje formiranja zvezda i planeta.“
Postoji nekoliko načina na koje možemo da izgradimo kosmički objekat. Smatra se da se zvezde formiraju odozgo nadole: nakupina u odgovarajuće gustom oblaku prašine i gasa kolabira pod dejstvom gravitacije i akumulira sve više i više mase od diska materijala koji se vrti oko njega sve dok pritisak i toplota u njegovom centru ne budu dovoljno visoki da zapaliti fuziju vodonika.
Smatra se da se barem neke planete formiraju procesom odozdo prema gore, od materijala koji je ostao u disku kada zvezda završi formiranje. U ovom scenariju, grudve materijala počinju da se lepe zajedno elektrostatički, a zatim gravitaciono, na kraju stvarajući dovoljno materijala da formiraju diferencirano jezgro i plašt.
Nejasno je gde leži granica između ovih mehanizama formiranja. I upravo je ovo pitanje navelo istraživače da usmere JVST ka maglini zvanoj NGC 1333 u Perseju, regionu ispunjenom jatima mladih zvezda novoformiranih iz gasa u njemu.
„Koristili smo Vebovu neviđenu osetljivost na infracrvenim talasnim dužinama da bismo tražili najslabije članove mladog zvezdanog jata, tražeći da se pozabavimo fundamentalnim pitanjem u astronomiji: koliko svetlosti objekat može da se formira kao zvezda?“ kaže astrofizičar Rai Jaiavardhana sa Univerziteta Džons Hopkins.
„Ispostavilo se da se najmanji slobodno lebdeći objekti koji se formiraju poput zvezda preklapaju u masi sa džinovskim egzoplanetama koje kruže oko obližnjih zvezda.
Astronomi procenjuju da bi mogle postojati milijarde odmetnutih planeta koje lebde kroz Mlečni put. Veliki deo njih bi se formirao na uobičajen način, u ostacima obroka koje je progutala beba zvezda; Užurbane gravitacione interakcije mogle bi da oslobode ove svetove njihovih zvezdanih sidrišta i da ih pošalju u avanture bez zvezda (ili da budu uhvaćeni u zamku gravitacije vanzemaljske zvezde).
Ali moguće je da neke planete skitnice počnu svoj razvoj na isti način kao i zvezde. Znamo za populaciju objekata koji se formiraju kao zvezde, ali nemaju dovoljno mase za fuziju vodonika; ovo su smeđi patuljci, između 13 i 85 puta veći od mase Jupitera. Ovi objekti su dovoljno masivni da podrže fuziju deuterijuma – oblika teškog vodonika čija fuzija zahteva niži pritisak i temperaturu. Svetle, ali slabo.
Modeliranje sugeriše da je gornja granica mase za planetu da se formira odozdo prema gore, kroz akreciju jezgra, manja od 10 Jupitera. Pored toga, populacija NGC 1333 je mlada, i takvo povećanje bi potrajalo – kao i gravitacione interakcije koje bi ih odvele u veliku, široku galaksiju.
Dakle, kada je JVST uočio šest objekata između pet i deset puta većih od mase Jupitera, Langeveld i njegov tim su pomislili da su oni nastali usled gravitacionog kolapsa. Ovo je potvrđeno kada su pronašli diskove oko svakog od relativno sićušnih objekata, baš kao bebe zvezde u minijaturi.
„Naša zapažanja potvrđuju da priroda proizvodi planetarne mase na najmanje dva različita načina – od kontrakcije oblaka gasa i prašine, na način na koji se formiraju zvezde, i u diskovima gasa i prašine oko mladih zvezda, kao što je Jupiter u našoj solarnoj sistem jeste“, kaže Jaiavardhana.
Zanimljivo, iako je JVST dovoljno osetljiv da detektuje čak i manje objekte, istraživači nisu pronašli nijedan odmetnički svet manji od pet Jupitera. Ovo sugeriše da je ovo granična tačka. Ispod te mase, verovatno je da planete treba da se formiraju akrecijom u jezgru.
Nalazi tima sugerišu da je ovih objekata u izobilju, čineći čak 10 procenata svih objekata u klasteru koji su proučavali. A otkriće ovih svetova sugeriše fascinantne mogućnosti, brisanje granice između zvezde i njenih planeta, i planete i njenih meseci.
„Ti sićušni objekti sa masama uporedivim sa džinovskim planetama mogu i sami da formiraju svoje planete“, kaže astrofizičar Aleks Šolc sa Univerziteta Sent Endruz u Velikoj Britaniji. „Ovo bi moglo biti rasadnik minijaturnog planetarnog sistema, u razmeri mnogo manjoj od našeg Sunčevog sistema.“
Istraživanje je prihvaćeno u The Astronomical Journal i dostupno je na arXiv-u.
