JuMBO’s waargenomen door Webb in de Orionnevel

Een deel van de Orionnevel waargenomen met Webb’s NIRCam. Credit; NASA, ESA, CSA / Science leads and image processing: M. McCaughrean, S. Pearson.

Recente waarnemingen met de Webb ruimtetelescoop aan de bekende Orionnevel (M42) in het sterrenbeeld Orion lijken de bestaande theorieën van planeetvorming in de war te schoppen. Want wat zag Webb in die enorme gas- en stofwolk? Vele zware los vliegende planeten, zónder enige ster in de buurt, en daarvan bleek 9% ook nog eens te bestaan uit binaire systemen. Dus zeg maar Jupiters die om elkaar draaien, zonder ster waar ze omheen draaien. En dat is best opmerkelijk, want het gaat hier om objecten die te licht zijn om een ster te zijn of worden, maar die niet draaien om een ster, zoals planeten altijd doen. Vooral voor die categorie zware binaire systemen is er een aparte naam bedacht, te weten de JuMBO’s (Jupiter-Mass Binary Objects). De ganbare theorie van planeetformatie zegt dat planeten zoals Jupiter ontstaan in de puinschijf rondom pas geboren sterren, een schijf van gas en stof dat restant is van de samengetrokken wolk waaruit die ster zelf geboren is. In de schijf ontstaan plaatselijk verdichtingen en dan ontstaan rotsachtige planeten á la de aarde en gasachtige planeten á la Jupiter. Maar Webb heeft in de Orionnevel 540 losse objecten (dus zonder ster) waargenomen met een Jupiter-massa, waaronder 40 binaire systemen en zelfs twee drievoudige systemen, allemaal minder dan 1 boogseconde van elkaar verwijderd (da’s omgerekend 390 Astronomische Eenheden, de afstand aarde-zon). De JuMBO’s bestaan uit twee Jupiterachtige objecten met massa’s tussen 3 en 7 keer die van Jupiter. Dat enkele Jupiterachtige planeten kunnen worden uitgestoten door gravitationele interacties met andere planeten vlakbij een ster was al bekend, maar géén van de modellen van planeetvorming voorspelt dat ook JuMBO’s kunnen worden uitgestoten. Hieronder twee van de door Webb gefotografeerde JuMBO’s.

Credit: Samuel G. Pearson, Mark J. McCaughrean,

De waarnemingen van Webb waren gericht op het gebied bij het trapeziumcluster in de Orionnevel, een gebied vol met HII (moleculair waterstof), zo’n 1400 lichtjaar van ons vandaan waar zich duizenden jonge sterren bevinden met massa’s tussen 0,1 en 40 keer die van de zon. Veel van die sterren hebben dichte schijven van gas en stof rondom en op de één of andere manier zijn de JuMBO’s daar wellicht uit gestoten. Mogelijk zijn er ook vele binaire aardachtige objecten die uitgestoten zijn, maar die zijn te lichtzwak om door Webb te worden gezien. De JuMBO’s zijn met een geschatte leeftijd van 1 miljoen jaar erg jong en hun oppervlaktetemperatuur is tussen 900 en 1200 K. Eerder waren al paren van bruine dwergen ontdekt, dat zijn planeten die minder dan 13 Jupitermassa zwaar zijn en die te licht zijn om een ster te vormen, mislukte sterren worden ze ook wel genoemd. Maar de JuMBO’s lijken toch in karakteristieken af te wijken van deze paren van bruine dwergen. Werk aan de winkel voor de dames en heren theoretici.

Crazy find of 'JuMBOs' (Jupiter Mass Binary Objects) in Orion and Trapezium with JWST: free-floating planetary mass objects down to 0.6 Jupiter mass where their binarity fraction INCREASES with decreasing mass, totally opposite of the stellar IMF. https://t.co/0kCY3TAFJ6 pic.twitter.com/fmEfWGomFX

— Nienke van der Marel (@NienkeMarel) October 3, 2023

Meer informatie vind je in het vakartikel van Samuel G. Pearson, Mark J. McCaughrean, «Jupiter Mass Binary Objects in the Trapezium Cluster,» arXiv:2310.01231 [astro-ph.EP] (02 Oct 2023).

Bron: Francis Naukas.

Gerelateerde Astroblogs:

Puinwolk van twee botsende ijsplaneten dimt licht moederster Voor het eerst zijn stralingsgordels buiten het zonnestelsel waargenomen Groot deel van de omloop van exoplaneet Beta Pictoris b direct in beeld gebracht