Svemirska istraživanja: Misteriozni parovi planeta koje još uvek ne umemo da objasnimo

Mislili smo da u načelu shvatamo kako nastaju planete i zvezde.

Ali otkriće desetine parova mladih planeta u obližnjoj nebuli, odnosno maglini, preti da sve to okrene naglavačke.

Oni su svetovi koji se prosto opiru objašnjenju.

Kroz maglinu Orion, ogroman oblak prašine i gasova relativno blizu našoj galaksiji, luta nešto što izgleda kao desetine planeta veličine Jupitera.

One odbijaju da se povinuju konvencionalnom shvatanju načina na koji se formiraju planetarni sistemi.

Umesto da budu vezane za zvezdu, kao što je Zemlja u našem Sunčevom sistemu, ove planete slobodno plutaju kroz svemir u parovima.

Astronomi koji su ih uočili uz pomoć Svemirskog teleskopa Džejms Veb (JVST) mogli su samo da se češu po glavi od zaprepašćenosti pred ovim novim otkrićem.

„Ove stvari ne bi smele da postoje", kaže Simon Portegis Zvart, astrofizičar sa Univerziteta u Lajdenu, u Holandiji.

„One se protive svemu što smo do sada saznali o nastanku zvezda i planeta."

• Misterije svemira i nestanak džinovske zvezde
• Novootkriveni prsten u galaksiji mogao bi da dovede u pitanje razumevanje univerzuma
• Astronomi prvi put uočili jezgro planete u svemiru

U narednim mesecima, razni su bili pokušaji da se objasni šta se zapravo dešava.

Ove planete, nazvane Binarnim objektima mase Jupitera, ili „džambo" objekti, još uvek ne mogu do kraja da se objasne.

Ali približavamo se odgovoru, ključna opservacija je na horizontu i ona bi mogla da reši misteriju jednom za svagda.

„Džambo" objekte su otkrili Mark Mekohran, bivši astronom Evropske svemirske agencije (ESA) u Holandiji, sada zaposlen na Institutu za astronomiju Maks Plank u Nemačkoj, i Semjuel Pirson, astronom iz ESA u Holandiji.

Oni su koristili podatke JVST-a da bi proučili maglinu Orion, oko 1.500 svetlosnih godina od Zemlje.

Bili su posebno zainteresovani za region mlade formacije zvezda, širok deset svetlosnih godina, po imenu Trapez koji je samo milion godina star.

JVST, koji sadrži najveće ogledalo ikada lansirano u svemir, ima ogromne infracrvene mogućnosti, što mu dozvoljava da zaviri kroz oblake i prašinu kao nijedan teleskop pre njega.

Te opservacije su otkrile mnoštvo interesantnih mladih zvezda i regiona u kojima se formiraju zvezde.

U njima se ogromne uskomešane mase gasa kondenzuju pod gravitacijom da bi formirale nove zvezde.

Ali, oni su otkrili i nešto potpuno iznenađujuće - usred kosmičke prašine, lebde planete veličine Jupitera, koje izgledaju kao da plutaju u parovima.

„Ovo otkriće je bilo potpuno neočekivano", kaže Mekohran.

• Istraživači otkrili planetu veličine Zemlje
• Teleskop Džejms Veb otkrio novu planetu
• Spektakularne fotografije sa teleskopa Džejms Veb dve godine posle lansiranja

Objekti su bili različitih veličina, od onih koji imaju oko polovine mase Jupitera - najveće planete u našem Sunčevom sistemu - do 13 puta mase Jupitera, što sugeriše da su sve planete verovatno gasoviti džinovi.

Jupiter, koji je otprilike 11 puta veći od Zemlje, jedna je od četiri gasovite planete koje kruže oko našeg Sunca.

Takvi džinovski svetovi nemaju čvrstu površinu, već su sačinjeni od gasa, često oko čvrstog jezgra.

Svaki „džambo" par je bio razdvojen udaljenostima od svega 4,5 milijardi kilometara - ista razdaljina koja razdvaja Neptun i naše Sunce - ili čak do skoro 400 puta toliko.

Svaki par izgleda kao blizanačka tačka svetlosti u maglini Orion i čini se da kruže jedan oko drugog.

Džesi Kristijansen, astronomkinja iz Nasinog Instituta za nauku egzoplaneta sa Kalifornijskog instituta za tehnologiju, kaže da je ovo otkriće dovelo do „kriznog" režima kod njenog tima lovaca na egzoplanete - planete koje se mogu naći unutar našeg Sunčevog sistema.

„Vrlo su me zabrinule ispočetka.

„Jedna od naših definicija egzoplanete je 'planeta koja kruži oko druge zvezde'.

„Čim su ove planete izašle na videlo, rekla sam sebi: 'Pobogu, binarni objekti mase Jupitera koji slobodno plutaju po svemiru, šta ću ja sad da radim?", kaže ona.

Planete koje slobodno lebde su otkrivane i ranije.

Nalazili smo planete koje plutaju same u mnogim oblastima svemira, verovatno kao rezultat izbacivanja iz njihovog domaćeg sunčevog sistema određenim gravitacionim gurkanjem neke zvezde u prolasku.

Moguće je da je čak i naš Sunčevi sistem tako nekada izgubio neki džinovski svet kroz istoriju.

Pronađeni su i veći objekti koji slobodno lebde, a njihova granica između planete i zvezde je zamagljena.

Poznati kao smeđi patuljci, oni su nekih 15 do 75 puta mase Jupitera, previše mali da bi započeli hidrogensku fuziju u jezgrima kao što se događa sa zvezdama, zbog čega su prigušenijeg svetla i hladniji.

„Džambo" planete bi predstavljale novootkrivenu klasu koja se nalazi ispod smeđih patuljaka.

Mekahren i Pirson su u Trapezu otkrili vreo, infracrveni sjaj oko 100 ovih objekata, koji nisu u parovima, a neki čak imaju i masu Jupitera.

„Niko ih nije video pre", kaže Mekahren.

Ali je otkriće 42 para ovih objekata, i jedne trojke, ono što je istinski zbunjujuće.

„To uopšte nije bilo ono što smo tražili", kaže Pirson.

Mnoge zvezde postoje u parovima, ili binarnim formacijama, što je rezultat toga što su formirane nedaleko jedna od druge, u relativno tesnim, zgusnutim maglinama od prašine i gasa kao što je Orion.

„Džambo" objekti predstavljaju potpuno drugačiji problem.

Da su planete koje su nekada kružile oko zvezda, ali potom izbačene, bilo bi teško objasniti kako su završile u parovima.

Malo je verovatno da bi dve izbačene planete koje prolaze jedna pored druge postale gravitaciono vezane dok lete kroz svemir.

Ali njihove mase deluju kao suviše male da bi se formirale direktno od raspadanja oblaka gasa, kao što je slučaj sa zvezdama.

„Ovi objekti su daleko ispod donje granice onoga gde mislimo da to funkcioniše, što je delimično razlog zašto se teoretičari toliko muče sa objašnjenjem", kaže Kristijansen,

Zaboravite sve što ste mislili da znate o nastanku planeta:

Rozalba Perna, teoretska astrofizičarka sa Univerziteta Stouni Bruk u Njujorku, i njene kolege imaju jedno moguće rešenje.

Oni kažu da bi „džambo" objekti mogli biti odbačeni od zvezda u parovima, ako su dva objekta kružila oko zvezde u pravoj konfiguraciji.

Oba na istoj strani, u trenutku kad je prolazila neka druga zvezda.

To bi moglo da ih izbaci zajedno u „mekom" binarnom odnosu iz kog bi se na kraju razdvojili oko milion godina kasnije.

Čak i ako su samo dve ili tri od njih prave, to znači da nešto nedostaje u našem čitavom razumevanju načina na koji nastaju planete i zvezde - Semjuel Pirson

„To zahteva da orbite dve planete budu relativno blisko usklađene", kaže Perna.

Ali u takvim slučajevima, parovi „džambo" objekata bi bili „neizbežna posledica" interakcije između zvezda.

Još jedna ideja o izbacivanju je da su parovi već bili parovi planeta-planeta ili planeta-mesec, koji su zajedno kružili oko mlade zvezde, pre nego što su bili odbačeni.

Portegis Zvart se zalaže za drugačije objašnjenje, prema kom se „džambo" objekti formiraju isto kao zvezde, direktno od raspadanja oblaka gasa.

Poznata kao „formacija na licu mesta", to bi od nas zahtevalo da preispitamo koliko manja gustina oblaka gasa može biti da bi izazvala takvo raspadanje.

„Mislim da je formacija na licu mesta jedina sa kojom nemam teorijskih problema.

„Ona najviše obećava", kaže Portegis Zvart.

• Spektakularna nebeska predstava poravnanja pet planeta sa Mesecom
• Čudnovati svemir izvan našeg Sunčevog sistema
• Astronomi otkrili „savršen sunčevi sistem“

Jedan od načina da se pokrene raspadanje malih oblaka gasa i pretvori u „džambo" objekte mogao bi da podrazumeva visokoenergetske čestice zvane kosmički zraci.

Oni prožimaju čitav univerzum, emitovane iz eksplozivnih događaja kao što su supernove ili aktivne crne rupe.

Obično kad bi oblak galaktičkog gasa - uglavnom od vodonika i helijuma - bio premale gustine, imao bi previše momenta impulsa da bi se raspao.

Gas bi bio suviše raspršen i energičan da bi formirao objekte koji su tako mali kao što je „džambo".

Kosmički zraci bi mogli da ponude rešenje, usporivši kretanje gasa i omogućivši malim džepovima da formiraju objekte kao što su „džambo".

„Kosmički zraci bi mogli da se ponašaju kao veoma viskozna tečnost i izbace momenat impulsa", kaže Džonatan Kac, astronom sa Vašingtonskog univerziteta u Sent Luisu, u SAD, koji je osmislio tu ideju.

„Mogla bi da ima malu masu i da pravi planete."

Kacu se ne dopada ideja da su „džambo" objekti odbačeni parovi planeta.

„To je kao da šutirate jaje koje se kreće brzinom od jednog kilometra u sekundi.

„Razmazaćete belance i žumance po svemu. Nećete imati netaknutu ljusku.

„Možete da šutnete jednu planetu, ali ne možete da ih šutnete zajedno odjednom", kaže on.

Neki nisu sigurni da „džambo" objekti uopšte postoje.

Piter Plejčen, astronom sa Univerziteta Džordž Mejson u SAD, kaže da misli da bi oni mogli da bude zvezde koje se maskiraju kao planete.

On kaže da prašnjava priroda magline Orion može da zamaskira svetlost zvezda, čineći da deluje crvenije, podarivši im tako planetarni pečat.

„Mnogo verovatnije objašnjenje je da su one samo dve zvezde veće mase koje izgledaju kao da imaju boje objekata planetarne mase", kaže on.

Mekahren kaže da ovo može biti slučaj za neke od „džambo" objekata, ali ne i za sve.

„Bili smo pažljivi u našoj analizi da bismo isključili zacrvenjene zvezde male mase iz pozadine kao potencijalne zagađivače.

„Statistička šansa da je to slučaj za sve 'džambo' objekte je veoma mala", kaže on.

Pirson ističe da čak i ako su samo dva ili tri od njih prava, to znači da nešto nedostaje u našem razumevanju načina na koji nastaju planete i zvezde.

Da bismo to otkrili zasigurno, potrebno je da još posmatramo ove objekte.

Mekahren i Pirson vredno rade na ovom slučaju - proučavali su ih detaljnije sa JVST-om ove godine, koristeći teleskop da raščine svetlost objekata.

Još nisu objavili najnovije nalaze, ali kad to budu učinili, tražiće znake određenih elemenata u atmosferi „džambo" objekata koji bi mogli da ukažu na njihovo poreklo.

Ako su se formirali oko zvezda, trebalo bi da sadrže teže elemente koji bi bili prisutni u disku prašine koja formira planete oko zvezda.

„Sva gušća materija pada prema sredini gde se te stvari formiraju", kaže Pirson.

Tokom budućih opservacija bi čak mogli da traže oblake silikata nalik pesku u atmosferi objekata, što bi podržalo ovo objašnjenje, iako Orion neće biti vidljiv za JVST ponovo sve do oktobra 2024. godine, jer je suviše blizu Suncu da bi teleskop mogao da ga posmatra sve do tad.

BBC na srpskom je od sada i na Jutjubu, pratite nas OVDE.

Druga opcija bi mogla biti da se „džambo" objekti proučavaju radio teleskopima i prati koliko se brzo kreću po nebu.

Ako se parovi kreću istom brzinom od zajedničke zvezde, to bi moglo da potkrepi ideju da su one odbačene planete.

Ako ne, to bi onda moglo da nagovesti da je tačan model nastanka „na licu mesta".

Luis Rodrigez, astronom sa Nacionalnog autonomnog univerziteta u Meksiku, već je uspeo da primeti radio signale sa jednog od najvećih „džambo" parova.

Takvi radio signali nisu bili neočekivani, verovatno kao rezultat magnetnih polja ili aurora na objektima.

„Verovatno ima veze sa nekakvom interakcijom sa magnetnim poljem", kaže Rodrigez, pošto bi trebalo da objekti imaju posebno jaka magnetna polja zbog moćnijeg dinamo efekta iz njihovih obrtnih jezgara jer su mlade.

Rodrigez se nada da će u narednim mesecima dobiti još radio podataka o „džambo" objektima od američke mreže radio teleskopa VLBA, i od još jedne američke mreže zvane VLA, do kraja godine.

„Tada ćemo znati da se li se kreću brzo ili se raspadaju, što bi potkrepilo mehanizam odbacivanja", kaže on.

• „Korak smo bliže“ rešenju najveće misterije kosmosa
• Kako bi život mogao da putuje našom galaksijom
• Šta ako vasiona nema kraj

Nasin teleskop u pripremi, po imenu Rimski svemirski teleskop Nensi Grejs, čije se lansiranje planira 2027. godine, takođe bi mogao da proučava „džambo" objekte.

On će tragati za egzoplanetama, ali bi mogao da se iskoristi i za traženje objekata unutar magline Orion.

Možda će pronaći više „džambo" planeta nego što JVST može da otkrije.

„Možete da izdvojite stvarno blede objekte sve do otprilike mase Saturna", kaže Melinda Soares-Furtado, astrofizičarka sa Viskonsinskog univerziteta u Medisonu, u SAD.

Proučavanje drugih maglina u potrazi za „džambo" planetama bi moglo da bude od koristi, takođe.

To bi potvrdilo da li su ovi neobični parovi objekata široko rasprostranjeni i u drugim oblastima formacije zvezda.

„Bilo kakvi mladi grozdovi bi bili zanimljivi", kaže Portegis Zvart.

Mogle bi čak da postoje i neke „džambo" planete koje lebde slobodno kroz svemir čekajući da budu otkrivene, a možda čak i sasvim blizu nama.

„Moglo bi da bude 'džambo' objekata i blizu Sunčevog sistema, ali ih samo nismo primetili jer nikad nismo uperili teleskop u njih", kaže on.

Bez obzira na to šta se ispostavi da jesu, „džambo" objekti bi mogli da nam pomognu da „istinski shvatimo ove zvezdana porodilišta i čemu sve imaju da nas poduče", kaže Soares-Furtado.

Ali, za sada, misterija se nastavlja.

Kako izgleda „tamni univerzum":

Pratite nas na Fejsbuku,Tviteru, Instagramu, Jutjubui Vajberu. Ako imate predlog teme za nas, javite se na [email protected]