Tak, w kosmosie krążą samotne olbrzymy. Nie są też planetami w tradycyjnym sensie – nie mają słońca, wokół którego mogłyby się obracać. A jednak, w ich chłodnych okolicach rodzi się coś, co przypomina miniaturowe układy planetarne. Jak to możliwe? Czy w trakcie tworzenia modeli teoretycznych popełniliśmy błąd?
W kosmicznym katalogu istnieje kategoria, której granice są wyjątkowo nieostre: obiekty o masach od pięciu do dziesięciu mas Jowisza, dryfujące samotnie przez przestrzeń międzygwiezdną. Ani to gwiazdy, bo ich jądra nigdy nie osiągnęły temperatury potrzebnej do zapłonu fuzji. Nie są też klasycznymi planetami – nie krążą wokół żadnego słońca. Astrofizycy nazywają je rogue planets. Po polsku to po prostu "samotne planety" (ewentualnie: swobodna).
Obiekty tego typu najprawdopodobniej powstały w wyniku zapadania się obłoków gazowych – w procesie analogicznym do narodzin gwiazd, ale zatrzymanym przed osiągnięciem masy krytycznej wywołującej fuzję. Istnieje też hipoteza, że niektóre z nich narodziły się jako planety w klasycznych układach, po czym zostały wyrzucone z orbit w wyniku przeróżnych zdarzeń. W kosmosie — tylko z pozoru — niewiele się dzieje.
Bez względu na historię ich powstania, łączy je jedno – są samotne. A mimo to – jak pokazują najnowsze dane z teleskopu Jamesa Webba – niekoniecznie wokół nich nie dzieje się nic.
Zespół badaczy z Uniwersytetu w St Andrews – we współpracy z instytucjami z USA, Irlandii, Anglii, Portugalii i Włoch – przyjrzał się ośmiu takim obiektom. Wszystkie są bardzo młode, liczą sobie maksymalnie zaledwie kilkaset milionów lat, co czyni je szczególnie cennymi do obserwacji wczesnych procesów planetotwórczych. Do analizy wykorzystano dwa instrumenty spektroskopowe teleskopu Webba – zdolne do wykrywania sygnałów w podczerwieni.
Czym różni się świat samotnych planet od klasycznych układów z gwiazdą w centrum? Przede wszystkim – brakiem źródła światła. Bez słońca, emitują cokolwiek głównie w zakresie podczerwieni – ich własne ciepło, nagromadzone w czasie formowania, powoli uchodzi w przestrzeń. Dla instrumentów optycznych są zasadniczo niewidoczne. Webb na szczęście ma realne supermoce.
Sześć z ośmiu badanych obiektów wykazuje nadwyżki emisji w paśmie podczerwonym – sygnał wyraźnie wskazujący na obecność gorącego pyłu w bezpośrednim otoczeniu. To klasyczna cecha dysków protoplanetarnych – spłaszczonych struktur gazowo-pyłowych, w których rodzą się planety.
A to jeszcze nie wszystko. Analiza spektroskopowa ujawniła wyraźne ślady emisji pochodzące od ziaren krzemianów – minerałów obecnych m.in. w skałach Ziemi. Co więcej, widoczne są oznaki krystalizacji i wzrostu ziaren – procesów będących pierwszym etapem tworzenia się ciał skalistych. Tego typu sygnały wykrywano wcześniej wokół gwiazd i brązowych karłów, ale nigdy wokół obiektów o masach planet. Właściwie do teraz.
Zarówno skład chemiczny, jak i morfologia tych dysków wskazują, że nie są to efemeryczne struktury. Badania pokazują, że mogą one przetrwać kilka milionów lat – wystarczająco długo, by doszło w nich do akrecji materii i narodzin planetarnych ciał stałych. Nie będą to systemy podobne do Układu Słonecznego per se – raczej będą to jego miniatury, z masami i rozmiarami mniejszymi o cały rząd wielkości. Niemniej zasady będą te same: wpierw pył, potem ziarna, następnie zderzenia, zlepianie, wykuwanie orbit i migracje. Et voila!
Ale to i tak zmiana w tym, co dotychczas myśleliśmy o formowaniu się planet. Skoro samotna planeta – sama będąca w granicznym punkcie między bytem planetarnym a gwiazdopodobnym – może tworzyć własny układ, to mamy problem z definicjami. I to naprawdę poważny.
Czytaj również: Naukowcy odkryli „dziwny” układ planet. Oto, co o nim wiemy
Planety rodzące planety. Brzmi dziwnie, ale skoro to działa, to ma sens. Formowanie układów planetarnych nie jest zastrzeżone dla kuzynów Słońca. Skala tego zjawiska może być tak ogromna, że umyka nam naprawdę wiele okazji do zaobserwowania czegoś ciekawego. Z takim teleskopem jak Webb, mamy szansę nieco tę sytuację odwrócić.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
