به گزارش مجله نجم
در پایان سال 2023، ستاره شناسان به کشف شگفت انگیزی در سحابی شکارچی دست یافتند. این تیم با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)، 40 جفت جرم سیاره ای را پیدا کرد که هیچ یک از آنها به دور یک ستاره نمی چرخیدند. به آنها اشیاء باینری جرم مشتری یا JuMBO می گویند.
به طور خلاصه، این کشف چالشی مستقیم برای نظریه‌های تولد ستاره و تشکیل سیاره ایجاد می‌کند. منشا این اجرام آسمانی ناشناخته باقی مانده است و مشخص نیست که چگونه مجموعه بزرگی از آنها جمع آوری شده است. جفت این اجرام به مهدکودک ستارگان جبار که در فاصله 1350 سال نوری از زمین قرار دارد، سرگردان شدند.
با این حال، تیمی از اخترفیزیکدانان از دانشگاه نوادا و دانشگاه استونی بروک اکنون معتقدند که ممکن است این معما را حل کرده باشند. این تیم یک مدل قانع‌کننده ارائه می‌کند تا توضیح دهد چگونه این اجسام خارجی می‌توانند از سیستم خانه‌شان بیرون رانده شوند و در عین حال که با یک جفت شریک جفت هستند، سرکش شوند. این نتایج، اگر درست باشد، می‌تواند تصویر ما از تکامل سیاره‌ای را متحول کند.
مربوط: سیگنال های رادیویی از سحابی شکارچی داده های جدیدی را در مورد اجرام آسمانی عجیب نشان می دهد: “JuMBOS”
ییهان وانگ، یکی از همکاران فوق دکتری در مرکز اخترفیزیک نوادا، در بیانیه‌ای گفت: «شبیه‌سازی‌های ما نشان می‌دهد که برخوردهای نزدیک ستاره‌ها می‌توانند به‌طور خودبه‌خود جفت‌های سیارات غول‌پیکر را از منظومه‌های مادرشان بیرون برانند و باعث شوند در فضا به دور یکدیگر بچرخند. این نتایج می تواند درک ما از دینامیک سیاره ها و تنوع سیستم های سیاره ای در جهان ما را به طرز چشمگیری تغییر دهد.
چالش جامبو
تفسیر اجرام عظیم چالش برانگیز بوده است، زیرا وجود آنها با مدل های کلاسیک پذیرفته شده تشکیل ستاره یا تشکیل سیاره مطابقت ندارد.
به عنوان اجسام داغ، گازی و دوتایی، اجسام عظیم ممکن است در ابتدا به نظر برسند که گویی وقتی مناطقی با چگالی شدید در ابرهای گاز و غبار فرو می‌روند، شکل می‌گیرند. به این ترتیب ستاره ها شکل می گیرند و حتی مکانیسمی است که به اصطلاح “ستاره های شکست خورده” یا کوتوله های قهوه ای دنبال می شود، که نام مستعار خود را از این واقعیت گرفته اند که نمی توانند جرم کافی برای ترکیب هیدروژن با هلیوم در هسته خود جمع کنند. دارایی ستاره ای
با این حال، JuMBOS احتمالاً مسیر دیگری را به سوی واقعیت در پیش خواهد گرفت. به عنوان مثال، با کاهش جرم آن ستاره ها، شانس داشتن یک شریک دوتایی به طور چشمگیری کاهش می یابد. به عنوان مثال، حدود 75 درصد از ستارگان پرجرم به صورت جفت دوتایی وجود دارند، اما تنها 50 درصد از ستارگان با جرم مشابه خورشید با یک شریک ستاره ای یافت می شوند. شانس یافتن یک کوتوله قهوه ای، تقریباً 0.75 برابر جرم خورشید، در یک دوتایی بسیار اندک و نزدیک به صفر درصد است.
کوتوله های قهوه ای به طور متوسط حدود ۷۵ برابر مشتری جرم دارند. بنابراین، ستارگانی با جرم کمتر از این می‌توان و باید در نظر گرفت هرگز آنها در باینری ها یافت می شوند – مطمئناً به اندازه کافی برای یافتن 40 در یک سحابی وجود ندارند. جرم این اجرام عظیم در زیر اندام تحتانی کوتوله های قهوه ای، ۱۳ برابر کمتر از جرم مشتری است. چه خبره؟
علاوه بر این، اجسام عظیم را نمی توان با استفاده از مدل های استاندارد تشکیل سیاره توضیح داد. اینها مدلهایی هستند که از گاز باقیمانده در اطراف ستاره مادر یا ستارگانی که با یک سیستم دوتایی کار می کنید، تولید می شوند. این به این دلیل است که اگرچه ما می دانیم که سیارات به طور منظم از منظومه مادری خود بیرون می روند تا به سیارات سرکش تبدیل شوند، همچنین به عنوان یتیمان کیهانی شناخته می شوند که بدون ستاره مادر خود در جهان پرسه می زنند، این روند باید آنقدر خشن باشد که سیارات بالقوه گرانشی را از هم جدا کند. .
به نظر می رسد این واقعیت که اخترشناسان 40 جفت جرم عظیم را در سحابی شکارچی پیدا کردند، رخداد پرتاب عجیبی را که منجر به پرت شدن یک جفت سیاره بدون تقسیم شدن به یکدیگر شده بود، رد می کند.
بنابراین، برای حل معمای این که JuMBOS از کجا آمده است، این تیم شبیه‌سازی‌های ابررایانه‌ای پیشرفته‌ای از رویدادهای پرتاب شد. این شبیه‌سازی‌های «جسم N» به آنها این امکان را می‌داد تا فعل و انفعالاتی را در خوشه‌های ستاره‌ای متراکم کشف کنند که می‌تواند به معنای پرتاب سیارات عظیم باشد، اما از نظر گرانشی به یکدیگر متصل شوند. نتیجه این بود که اجرام عظیم می توانند از خوشه های ستاره ای پرجمعیت به وجود بیایند. اگر اینطور باشد، پس این باینری های شناور عجیب می توانند بسیار رایج باشند.
یافته‌های این تیم پیامدهایی برای درک ما از شکل‌گیری سیاره‌ها به طور کلی دارد، و نشان می‌دهد که ویژگی‌هایی مانند جدایی مداری بین اجسام سیاره‌ای در پیوند JuMBO و همچنین شکل آن مدار می‌تواند بر شرایط محیطی متلاطم تأثیر بگذارد که بر تولد سیاره‌ها تأثیر می‌گذارد.
روزالبا پرنا، یکی از اعضای تیم و استاد فیزیک در دانشگاه استونی بروک، در این بیانیه گفت: «این فعل و انفعالات ستاره‌ای پویا را به عنوان یک عامل مهم در توسعه سیستم‌های سیاره‌ای غیرمعمول در محیط‌های ستاره‌ای متراکم نشان می‌دهد.
تحقیقات این تیم راه را برای تحقیقات آینده JuMBO هموار می کند، شاید با استفاده از ابزاری که به کشف این پیوندهای ستاره ای کمک کرد: JWST. همچنین به محققان می گوید که تشکیل سیاره فرآیندی متنوع و هیجان انگیزتر از آنچه قبلاً شناخته شده بود است.
ژائوآن ژو، عضو تیم و اخترفیزیکدان UNLV، در بیانیه ای گفت: «درک شکل گیری JuMBOها به ما کمک می کند تا نظریه های رایج در مورد شکل گیری سیاره ها را به چالش بکشیم و بهبود دهیم. مشاهدات تلسکوپ فضایی جیمز وب ممکن است به ما در انجام این کار کمک کند، و بینش های جدیدی را با هر رصد ارائه می دهد که به ما کمک می کند نظریه های جدیدی را در مورد شکل گیری سیارات غول پیکر بهتر فرموله کنیم.
تحقیقات این تیم روز جمعه (19 آوریل) در مجله Nature Astronomy منتشر شد.
