Astronomer tilbyder en ny model til dannelse af nyligt opdagede fritsvævende planeter

Den nylige opdagelse af en potentiel ny klasse af fjerne og mystiske "fritsvævende" planeter har fascineret astronomer, siden fantastiske nye billeder taget af James Webb-rumteleskopet blev delt sidst sidste år.

Disse kandidatplaneter, kendt som Jupiter-masse binære objekter (JuMBO'er), ser ud til at kredse om hinanden, når de flyder frit i rummet ubundet til enhver stjerne – hvilket modarbejder de fremherskende teorier om, hvordan planetsystemer blev anset for at fungere.

Nu er en ny undersøgelse foretaget af et hold af astrofysikere fra UNLV og Stony Brook University, offentliggjort den 19. april i tidsskriftet Nature Astronomy , introducerer en overbevisende model for, hvordan disse JuMBO'er kan være dannet.

Holdet brugte avancerede teknikker, kendt som direkte N-legeme-simuleringer, til at udforske, hvordan interaktioner inden for tætte stjernehobe kunne føre til udslyngning af gigantiske planeter, der forbliver gravitationsbundet til hinanden, mens de driver gennem galaksen. Denne betydningsfulde forskning tilbyder en model for, hvordan disse gådefulde binære filer kan dannes, og udfylder et kritisk hul i vores forståelse af planetarisk evolution.

"Vores simuleringer viser, at tætte stjernemøder spontant kan skubbe par af gigantiske planeter ud fra deres oprindelige systemer, hvilket får dem til at kredse om hinanden i rummet," sagde den tilsvarende forfatter Yihan Wang, en postdoktor ved Nevada Center for Astrofysik ved UNLV. "Disse resultater kan i væsentlig grad ændre vores opfattelse af planetarisk dynamik og mangfoldigheden af ​​planetsystemer i vores univers."

Forskningen tyder på, at sådanne begivenheder er mere tilbøjelige til at forekomme i tætbefolkede stjernehobe, hvilket tyder på, at fritsvævende binære planeter kan være mere almindelige end tidligere antaget. Karakteristikaene ved disse planetpar – såsom deres adskillelse og orbitale excentricitet – giver ny indsigt i de voldsomme miljøforhold, der har indflydelse på planetdannelsen.

"Den introducerer dynamiske stjerneinteraktioner som en vigtig faktor i udviklingen af ​​usædvanlige planetsystemer i tætte stjernemiljøer," sagde Rosalba Perna, studiemedforfatter og professor i fysik og astronomi ved Stony Brook University.

Ifølge forskere udvider dette nye arbejde, hvad vi ved om planetarisk dannelse, og sætter også scenen for fremtidige observationer med James Webb Space Telescope (JWST), som kunne give yderligere beviser, der understøtter holdets forudsigelser.

"At forstå dannelsen af ​​JuMBO'er hjælper os med at udfordre og forfine de fremherskende teorier om planetdannelse," sagde UNLV-astrofysiker og studiemedforfatter Zhaohuan Zhu. "Forestående observationer fra JWST kan hjælpe os med at gøre netop det, og tilbyde ny indsigt med hver observation, som vil hjælpe os med bedre at formulere nye teorier om gigantisk planetdannelse."

Flere oplysninger: Yihan Wang et al., Fritsvævende binære planeter fra udstødninger under tætte stjernemøder, Nature Astronomy (2024). DOI:10.1038/s41550-024-02239-2

Journaloplysninger: Naturastronomi

Leveret af University of Nevada, Las Vegas