Las observaciones del JWST del núcleo de formación estelar de la Nebulosa de Orión nos han proporcionado algo que nunca habíamos visto antes.

Allí, en el Cúmulo del Trapecio, los científicos han descubierto docenas de objetos parecidos a planetas con aproximadamente la masa de Júpiter, no unidos a una estrella, desplazándose a través de la galaxia en pares gravitacionalmente unidos, como si fuera algo perfectamente normal.

Pero no es el caso. No se conoce ningún mecanismo de formación que pueda conducir a estas masas binarias, y mucho menos a 42 de ellas.

A medida que encontramos más y más mundos alienígenas en la Vía Láctea, resulta cada vez más claro que nuestra comprensión de cómo surgieron los planetas tiene serias lagunas. Entonces, qué son estos objetos y de dónde vienen podría ayudarnos a aprender más sobre cómo se formaron las estrellas y los planetas.

Los astrónomos Samuel Pearson Mark McCaughrean de la Agencia Espacial Europea los llamaron Objetos Binarios de Masa de Júpiter, o JuMBO, y los describió en un artículo preimpreso que fue sometido a Naturaleza.

Se cree que estos entornos de formación de estrellas podría ser examinado con lo que llamamos exoplanetas rebeldes: aquellos que se han desprendido de sus estrellas. De hecho, un gran número de estrellas muy cercanas entre sí pueden alterar los sistemas planetarios bebés de cada una. Las simulaciones sugieren que los exoplanetas no deseados podrían ser increíblemente comunes.

Además, la existencia de objetos de masa planetaria que flotan libremente en Orión no es una sorpresa. Los astrónomos han sido detectándolos durante décadasa una masa de aproximadamente tres veces la de Júpiter.

Pero para objetos más pequeños que Orión, la detección plantea un enorme desafío. El fondo de Orión es muy brillante; y los objetos pequeños con masa planetaria son relativamente fríos y emiten la mayor parte de su luz en el infrarrojo térmico.

Esto sin embargo, Aquí es donde brilla JWST. Construido para detectar luz infrarroja, el poderoso telescopio espacial nos ha brindado las observaciones más detalladas de Orión hasta la fecha.

Entonces Pearson y McCaughrean fueron a buscar pequeñas cosas. Pero lo que encontraron desafió todas las expectativas.

«Hemos estado buscando estos objetos muy pequeños y los estamos encontrando. Los estamos encontrando tan pequeños como la masa de Júpiter, o incluso la mitad de la masa de Júpiter, flotando libremente, no unidos a una estrella», dijo McCaughrean. . Hannah Devlin dijo El guardián.

«La física dice que ni siquiera se pueden crear objetos tan pequeños. Queríamos ver si podemos romper la física. Y creo que lo hicimos, lo cual es bueno».

Los JuMBO tienen alrededor de un millón de años, con temperaturas que rondan los 1.000 Kelvin (unos 700 grados Celsius) y separaciones orbitales de entre 25 y 390 veces la distancia entre la Tierra y el Sol. El análisis de la tenue luz que desprenden revela notas de vapor de agua, monóxido de carbono y metano. Hasta ahora todo es normal para un bebé gigante gaseoso.

El problema con los JuMBO es el hecho de que vienen de dos en dos. Un exoplaneta solitario y rebelde que hace lo suyo es una cosa. Pero dos objetos de masa planetaria unidos gravitacionalmente son realmente difíciles de explicar.

Verá, las estrellas se forman cuando un grupo de materia en una nube molecular colapsa bajo la influencia de la gravedad. A medida que giran, atraen más material de la nube que los rodea, lo que forma un disco que alimenta la estrella. Durante este proceso, el disco puede romperse, dando como resultado la formación de una segunda estrella; así nace una estrella binaria.

Pero el límite de masa inferior teórico para un objeto que se forma a través de este escenario de formación de colapso de nubes es de aproximadamente tres masas de Júpiter. Los objetos más pequeños, como los planetas, se forman en el disco de material que rodea la estrella.

Las simulaciones sugieren que estos planetas bebés pueden ser expulsados ​​de su sistema muy fácilmente, ya sea mediante interacciones planeta-planeta o interacciones estrella-estrella. Pero los mecanismos implicados en esta eyección no favorecen el mantenimiento de pares de planetas juntos.

Es posible que planetas aislados expulsados ​​se encuentren y queden unidos gravitacionalmente, pero esperamos que esto sea bastante raro. Detectar 42 de estos pares, como se señala en el artículo de Pearson y McCaughrean, sugiere que nos estamos perdiendo algo fundamental.

«Aún no está claro cómo pueden ser expulsados ​​simultáneamente pares de planetas jóvenes y permanecer unidos, aunque sea débilmente en separaciones relativamente grandes», escriben los investigadores en su artículo.

«Todo objetos de masa planetaria y los JuMBO que vemos en el cúmulo trapecio podrían resultar de una mezcla de estos dos escenarios «clásicos», aunque ambos tienen importantes salvedades, o quizás un mecanismo de formación nuevo y bastante distinto, como la fragmentación de un disco sin estrellas. , se requiere.»

El estudio que describe JuMBO está disponible en el servidor de preimpresión. arXiv.org.