Webb vindt 6 vrije exoplaneten in NGC 1333
Met behulp van het Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS)-instrument van de Webb Space Telescope hebben astronomen zes nieuwe vrij zwevende planetaire objecten in NGC 1333 gevonden. Ze hebben een massa tussen 5 en 15 Jupitermassa. Een van de objecten, met een massa van 5 Jupitermassa (ongeveer 1600 * de Aarde), is een goede kandidaat om het object met de laagste massa te zijn waarvan bekend is dat het een stoffige circumplanetaire schijf heeft.
NGC 1333 is een stervormende sterrenhoop op een afstand van ongeveer 1000 lichtjaar in het sterrenbeeld Perseus. De sterrenhoop is ook bekend als Ced 16 en LBN 741. NGC 1333 werd in 1855 voor het eerst gezien door de Duitse astronoom Eduard Schönfeld.
NGC 1333 is slechts 1 tot 3 miljoen jaar oud en herbergt ongeveer de helft van het aantal bruine dwergen als sterren. Dat is een groter percentage dan voorheen werd aangenomen.
Volgens Adam Langeveld, astrofysicus aan de Johns Hopkins universiteit en hoofdauteur van het artikel, onderzoeken ze de grenzen van het stervormingsproces.
“Als je een object hebt dat lijkt op een jonge Jupiter, is het dan mogelijk dat het onder de juiste omstandigheden een ster is geworden? Dit is een belangrijke context voor het begrijpen van zowel ster- als planeetvorming.”
Dr. Langeveld en zijn collega’s voerden een extreem diep spectroscopisch onderzoek uit van NGC 1333 met behulp van het NIRISS-instrument van de Webb Space Telescope.
De waarnemingen onthulden 19 bekende bruine dwergen en 6 vrije objecten met de massa van tussen de 5 en 10 Jupitermassa.
Dit betekent dat ze tot de lichtste bekende objecten behoren die zijn ontstaan vanuit een proces dat algemeen sterren en bruine dwergen produceert, objecten die op de grens van sterren en planeten balanceren en die nooit waterstof zullen fuseren zoals sterren dat doen en die in de tijd uitdoven.
De onderzoekers maakten gebruik van de enorme gevoeligheid van de Webb op infrarode golflengtes om te zoeken naar de zwakste leden in een jonge sterrenhoop, op zoek om een fundamentele vraag in de sterrenkunde te beantwoorden: hoe licht kan een object zijn om nog tot een ster uit te groeien.
Het blijkt dat de kleinste vrij zwevende objecten die als sterren ontstaan qua massa overlappen met gigantische exoplaneten die rond nabijgelegen sterren draaien.
Ondanks dat ze voldoende gevoeligheid hadden om dergelijke objecten te ontdekken onthulden de Webb-waarnemingen geen objecten met een massa lager dan 5 Jupitermassa.
Dat is een sterke aanwijzing dat stellaire objecten die lichter zijn dan deze drempelwaarde waarschijnlijk op dezelfde manier ontstaan als planeten.
Volgens de onderzoekers bevestigen hun waarnemingen dat de natuur objecten met een planetaire massa op tenminste twee verschillende manier produceert: door de samentrekking van een wolk van gas en stof, de manier waarop sterren ontstaan, en in schijven van gas en stof rond jonge sterren, zoals Jupiter in ons eigen zonnestelsel.
Het meest intrigerende van de objecten met een planetaire massa, NIRISS NGC1333-5, is ook het lichtst, met een geschatte massa van 5 Jupitermassa.
De aanwezigheid van een stofschijf betekent dat het object vrijwel zeker is ontstaan als een ster, aangezien ruimtestof in de vroege stadia van stervorming in het algemeen rond een centraal object draait.
Schijven zijn ook een voorwaarde voor het ontstaan van planeten, wat suggereert dat de waarnemingen ook belangrijke implicaties kunnen hebben voor potentiële miniplaneten.
Die kleine objecten met massa’s die vergelijkbaar zijn met reuzenplaneten kunnen zelfs misschien wel hun eigen planeten maken, aldus de onderzoekers.
Dit zou een kraamkamer kunnen zijn van een miniatuurplanetenstelsel, op een schaal die veel kleiner is dan ons zonnestelsel.
De astronomen ontdekten ook een nieuwe bruine dwerg met een metgezel met een planetaire massa, een zeldzame vondst die theorieën over hoe dubbelstersystemen ontstaan in twijfel trekt.
Het is waarschijnlijk dat zo’n paar op dezelfde manier is ontstaan als dubbelstersystemen, uit een wolk die uiteenviel toen hij samentrok.
De diversiteit aan systemen die de natuur heeft voortgebracht is opmerkelijk en dwingt astronomen om hun modellen van ster- en planeetvorming verder te verfijnen.
De bevindingen zullen in de Astronomical Journal worden gepubliceerd.
Artikel: Adam B. Langeveld et al. 2024. The JWST/NIRISS Deep Spectroscopic Survey for Young Brown Dwarfs and Free-Floating Planets. AJ, in press; doi: 10.3847/1538-3881/ad6f0c
Eerste publicatie: 28 augustus 2024
Bron: sci-news
