SciAdv: объекты планетарной массы рождаются в столкновениях околозвездных дисков

Международная команда астрономов под руководством специалистов Шанхайской астрономической обсерватории Китайской академии наук предложила новую теорию формирования свободно плавающих объектов планетарной массы (ОПМ). Эти загадочные небесные тела, масса которых меньше, чем у звезд, но больше, чем у планет, долгое время оставались загадкой для науки. Исследование опубликовано в научном журнале Science Advances (SciAdv).

ОПМ — космические объекты, свободно дрейфующие в пространстве, не привязанные к какой-либо звезде. Их масса составляет менее 13 масс Юпитера. Они часто наблюдаются в молодых звездных скоплениях, таких как скопление Трапеции в Орионе.

Ранее считалось, что PMO могут быть либо неудавшимися звездами, либо планетами, выброшенными из своих систем. Однако эти теории не объясняли их большое количество, существование в двойных парах и синхронизированное движение со звездами.

Используя гидродинамическое моделирование, ученые воссоздали столкновения околозвездных дисков — газопылевых колец вокруг молодых звёзд. При сближении на скорости 2–3 км/с и расстоянии 300–400 астрономических единиц (а.е.) гравитационное взаимодействие дисков создает "приливные мосты" из газа. Эти структуры разрушаются, образуя плотные нити, которые затем фрагментируются на компактные ядра. Из них формируются PMO массой около 10 масс Юпитера.

"Наши симуляции показывают, что PMO формируются в результате хаотической динамики молодых звёздных скоплений", — объяснили астрономы.

PMO отличаются от планет и звезд не только происхождением, но и составом. Они наследуют материал из внешних областей околозвездных дисков, где мало тяжелых элементов. Многие PMO также сохраняют газовые диски диаметром до 200 а.е., что открывает возможность формирования лун или даже планет вокруг этих объектов, отметили исследователи.