Den senaste upptäckten av en potentiell ny klass av avlägsna och mystiska "fritt svävande" planeter har fängslat astronomer sedan fantastiska nya bilder tagna av rymdteleskopet James Webb delades i slutet av förra året.
Dessa kandidatplaneter, kända som Jupiter-mass Binary Objects (JuMBOs), verkar kretsa runt varandra när de flyter fritt i rymden obundna till någon stjärna – vilket motverkar rådande teorier om hur planetsystem ansågs fungera.
Nu, en ny studie av ett team av astrofysiker från UNLV och Stony Brook University, publicerad 19 april i tidskriften Nature Astronomy , introducerar en övertygande modell för hur dessa JuMBO kan ha bildats.
Teamet använde avancerade tekniker, känd som direkta N-kroppssimuleringar, för att utforska hur interaktioner inom täta stjärnhopar kan leda till utstötning av jätteplaneter som förblir gravitationsmässigt bundna till varandra när de driver genom galaxen. Denna betydelsefulla forskning erbjuder en modell för hur dessa gåtfulla binärer kan bildas, och fyller en kritisk lucka i vår förståelse av planetarisk evolution.
"Våra simuleringar visar att nära stjärnmöten spontant kan skjuta ut par av jätteplaneter från deras inhemska system, vilket leder till att de kretsar runt varandra i rymden", säger studiens motsvarande författare Yihan Wang, en postdoktor vid Nevada Center for Astrophysics vid UNLV. "Dessa fynd kan avsevärt förändra vår uppfattning om planetdynamik och mångfalden av planetsystem i vårt universum."
Forskningen indikerar att sådana händelser är mer sannolikt att inträffa inom tätbefolkade stjärnhopar, vilket tyder på att fritt flytande binära planeter kan vara vanligare än man tidigare trott. Egenskaperna hos dessa planetpar – såsom deras separation och orbitala excentricitet – ger nya insikter om de våldsamma miljöförhållanden som påverkar planetbildningen.
"Den introducerar dynamiska stjärninteraktioner som en viktig faktor i utvecklingen av ovanliga planetsystem i täta stjärnmiljöer", säger Rosalba Perna, medförfattare och professor i fysik och astronomi vid Stony Brook University.
Enligt forskare breddar detta nya arbete vad vi vet om planetbildning och sätter också scenen för framtida observationer med James Webb Space Telescope (JWST), som skulle kunna ge ytterligare bevis som stödjer lagets förutsägelser.
"Att förstå bildandet av JuMBO hjälper oss att utmana och förfina de rådande teorierna om planetbildning", säger UNLV-astrofysikern och studiemedförfattaren Zhaohuan Zhu. "Kommande observationer från JWST kan hjälpa oss att göra just det och erbjuda nya insikter med varje observation som kommer att hjälpa oss att bättre formulera nya teorier om gigantisk planetbildning."
Mer information: Yihan Wang et al, Fritt flytande binära planeter från utstötningar under nära stjärnmöten, Nature Astronomy (2024). DOI:10.1038/s41550-024-02239-2
Journalinformation: Naturastronomi
Tillhandahålls av University of Nevada, Las Vegas
