Спостерігачі темного всесвіту виявили нові беззоряні вільноплаваючі планети

Минулого тижня місія Європейського космічного агентства “Евклід” представила нові чудові знімки, а також опублікувала свої перші наукові результати. Серед робіт, які ще не пройшли рецензування, є інтригуюча стаття про так звані “планети-ізгої” – вільно плаваючі світи, які мандрують беззоряною галактикою.

Команда повідомляє про спостереження семи планет у відкритому скупченні Сигма Оріоніса. Можливо, воно вам не знайоме, але знаходиться по сусідству з найвідомішою хмарою в галактиці – Туманністю Кінської Голови. Мета статті – показати, наскільки добре Евклід бачить те, що відбувається в дуже молодих скупченнях зірок, і наскільки малі об’єкти він може вловити.

Вільно плаваючі планети, про які йде мова, мають масу від трохи більше 25 разів більшу за масу Юпітера до трохи менше чотирьох разів. Останнє значення близьке до теоретичного мінімуму, якого Евклід може досягти для таких об’єктів на відстані до 1300 світлових років.

Не існує єдиної теорії утворення вільно плаваючих планет. Вони можуть формуватися навколо зірок, а потім бути виштовхнуті в міжзоряний простір через нестабільність зсередини або ззовні зоряної системи. І, схоже, вони також можуть формуватися далеко від зірок.

Це зводиться до функції початкової маси (ФПМ) – емпіричної формули, яка показує астрономам розподіл зірок різної маси в зоряному розпліднику. Це поширюється і на об’єкти, які не є зірками, наприклад, коричневі карлики. Але існує чітка межа, і ця функція може поширюватися аж до об’єктів з планетарною масою.

Щось подібне побачив минулого року JWST у туманності Оріона. Дослідники виявили JuMBO, подвійні об’єкти з масою Юпітера. Це пари вільно плаваючих планет. Якби вони були викинуті із зоряної системи, вони б не утворили пару, тому, швидше за все, вони сформувалися далеко від зірок. Однак їхня мала маса кидає виклик сучасним уявленням про ММД.

“Це дослідження демонструє великий потенціал Евкліда для вивчення субзоряних IMF в сусідніх зореутворюючих регіонах і дуже молодих відкритих скупченнях”, – пишуть автори в статті.

Euclid призначений для полювання на невидимі, але найважливіші компоненти Всесвіту: темну матерію і темну енергію. Він робить це завдяки своїй здатності вимірювати форму галактик з високою точністю, а також робити ширококутні знімки галактик. Телескоп шукає невеликі варіації, які астрономи можуть використати для реконструкції розподілу темної матерії. Ця точність також надзвичайно корисна для пошуку планет-ізгоїв.

Ці об’єкти малі і відносно холодні, тому для їх пошуку необхідно використовувати інфрачервоне світло – робота, яку виконує “Евклід”. За один день ця обсерваторія здатна спостерігати 5 мільйонів об’єктів в інфрачервоному діапазоні.