In sei nuovi mondi, il telescopio Webb trova ulteriori prove della nascita di stelle

Il telescopio spaziale James Webb ha scoperto sei potenziali mondi canaglia – oggetti con una massa simile a quella di un pianeta ma non vincolati dalla gravità di alcuna stella – incluso il mondo più leggero mai identificato con un disco di polvere attorno ad esso.

Questi oggetti misteriosi forniscono nuove prove che gli stessi processi cosmici che portano alla nascita delle stelle potrebbero anche svolgere un ruolo comune nel rendere oggetti leggermente più grandi di Giove.

“Stiamo esplorando i limiti estremi della formazione stellare”, ha detto Adam Langfield, l’autore principale dello studio, un astrofisico della Johns Hopkins University “Se hai un oggetto che assomiglia a un giovane Giove, è possibile che possa diventare un stella nelle giuste condizioni? Questo è un contesto importante per comprendere il processo di formazione di stelle e pianeti.

Questi risultati provengono dall’indagine più approfondita condotta da Webb sulla giovane nube NGC1333, un ammasso di formazione stellare a mille anni luce di distanza nella costellazione del Perseo. Viene visualizzata una nuova immagine della scansione È stato rilasciato oggi dall’Agenzia spaziale europea L’immagine mostra la galassia NGC1333 che brilla con spettacolari manifestazioni di polvere e nubi interstellari. Un documento di ricerca che descrive in dettaglio i risultati dell’indagine è stato accettato per la pubblicazione Rivista astronomica.

I dati di Webb indicano che i mondi scoperti sono pianeti gassosi giganti, circa 5-10 volte più massicci di Giove. Ciò significa che sono tra gli oggetti di massa più bassa mai scoperti che nascono da un processo che generalmente produrrebbe stelle e nane brune, oggetti che si trovano al confine tra stelle e pianeti che non si accendono mai a causa della fusione dell’idrogeno e svaniscono nel tempo. tempo.

“Abbiamo utilizzato la sensibilità senza precedenti di Webb alle lunghezze d’onda dell’infrarosso per cercare i membri più deboli di un giovane ammasso stellare, cercando di affrontare una questione fondamentale in astronomia: quanta luce può essere modellata dalla luce”, ha affermato Ray Jayewardana, decano della Johns Hopkins University, un astrofisico e autore principale dello studio Un corpo come una stella? “Si scopre che i più piccoli oggetti fluttuanti che si formano come stelle si sovrappongono in massa ai giganteschi esopianeti che orbitano attorno alle stelle vicine”.

Le osservazioni del telescopio non hanno rivelato oggetti inferiori a un quinto della massa di Giove, sebbene abbia una sensibilità sufficiente per rilevare tali oggetti. Gli autori concludono che questa è una forte indicazione che qualsiasi oggetto stellare più leggero di questa soglia probabilmente si formerà come fanno i pianeti.

“Le nostre osservazioni confermano che la natura produce oggetti di massa planetaria in almeno due modi diversi: dalla contrazione di una nube di gas e polvere, che è il modo in cui si formano le stelle, e nei dischi di gas e polvere attorno alle giovani stelle, come fece Giove in il nostro sistema solare”, ha detto Jayawardana.

Gli oggetti non stellari più interessanti sono anche i più leggeri, con una massa stimata di cinque Giove (circa 1.600 Terre). La presenza di un disco di polvere significa che l’oggetto probabilmente si è formato come una stella, poiché la polvere spaziale generalmente orbita attorno a un corpo centrale nelle prime fasi della formazione stellare, ha detto Langfield, ricercatore post-dottorato nel gruppo di Jayawardana.

I dischi sono anche un prerequisito per la formazione planetaria, suggerendo che le osservazioni potrebbero avere importanti implicazioni anche per potenziali pianeti “piccoli”.

Alex Schulz, astrofisico dell’Università di St Andrews che ha partecipato allo studio, ha dichiarato: “Questi piccoli oggetti con una massa simile a quella dei pianeti giganti potrebbero essere in grado di formare i propri pianeti. Questo potrebbe essere il vivaio di un sistema planetario in miniatura. su una scala molto più piccola di quella del nostro sistema solare”.

Utilizzando lo strumento NIRISS sul telescopio Webb, gli astronomi hanno misurato il profilo infrarosso (o spettro) di ogni oggetto nella porzione osservata dell’ammasso stellare e hanno rianalizzato 19 nane brune conosciute. Hanno anche scoperto una nuova nana bruna con una compagna di massa planetaria, una scoperta rara che sfida le teorie su come si formano i sistemi binari.

“Questa coppia probabilmente si è formata nel modo in cui si formano i sistemi stellari binari, da una nuvola che si è divisa mentre si contraeva”, ha detto Jayawardana “La diversità dei sistemi prodotti dalla natura è affascinante e ci spinge a migliorare i nostri modelli di formazione di stelle e pianeti”.

Mondi canaglia potrebbero sorgere dal collasso di nubi molecolari prive della massa necessaria per la fusione nucleare che alimenta le stelle. Possono formarsi anche quando gas e polvere nei dischi circumstellari si combinano per formare sfere simili a pianeti che alla fine vengono espulse dai loro sistemi stellari, forse a causa delle interazioni gravitazionali con altri corpi.

Questi oggetti fluttuanti confondono la classificazione dei corpi celesti perché le loro masse si sovrappongono a quelle dei pianeti gassosi e delle nane brune. Sebbene tali oggetti siano considerati rari nella Via Lattea, i nuovi dati di Webb mostrano che costituiscono circa il 10% dei corpi celesti nell’ammasso stellare bersaglio.

Nei prossimi mesi, il team studierà maggiormente le atmosfere degli oggetti deboli e li confronterà con le nane brune più pesanti e i pianeti giganti gassosi. È stato anche concesso loro del tempo sul telescopio Webb per studiare oggetti simili a dischi polverosi per esplorare la possibilità della formazione di piccoli sistemi planetari simili alle numerose lune di Giove e Saturno.

Altri autori includono Coralica Muzik e Daniel Capella dell’Università di Lisbona; Loic Albert, René Doyon e David Lafrenière dell’Università di Montreal; Laura Flagg della Johns Hopkins University; Matthew Di Forio dell’Università del Texas ad Austin; Doug Johnston del Centro Herzberg per l’astronomia e l’astrofisica; e Michael Mayer dell’Università del Michigan, Ann Arbor.