У молодих зоряних скупченнях вчені часто спостерігають так звані об’єкти планетарної маси, що блукають, — небесні тіла, які важчі за кам’янисті планети, але легші за зірки. Вони гравітаційно не прив’язані до жодного світила і вільно дрейфують у космосі. Довгий час вчені сперечалися про їхнє походження. Нарешті, дослідники наблизилися до відповіді. Об’єкти планетарної маси (Planetary mass object, PMO) або планем – не схожі ні на зірки, ні на планети. Їх часто називають космічними «кочівниками», тому що багато з них «одиначки», гравітаційно не прив’язані до жодного світила, отже, вільно дрейфують у космосі. Маса таких об’єктів зазвичай не перевищує 13 мас Юпітера. Переважно ці тіла знаходять у «зоряних яслах» — молодих скупченнях на кшталт
Трапеції Оріону.
Хоча об’єкти планетарної маси в космосі не рідкість, їхнє походження десятиліттями спантеличувало вчених. Згідно з однією з версій, PMO можуть бути «невдалими зірками», яким не вистачило маси для запуску термоядерних реакцій за образом і подобою коричневих карликів або зірок. Згідно з іншою — PMO — це планети-сироти, викинуті зі своїх рідних систем в результаті «гравітаційних бійок». Однак жодна з цих гіпотез не може пояснити. наприклад, чому PMO так багато в космосі, чому вони іноді утворюють пари і рухаються синхронно із зірками в скупченнях — начебто народилися разом із ними.
Розібратися у цих питаннях спробувала міжнародна команда астрономів під керівництвом Дена Хунпіна (Deng Hongping) із Шанхайської астрономічної обсерваторії Китайської академії наук. За допомогою комп’ютерних програм вчені відтворили умови в зоряних скупченнях і змоделювали зіткнення між двома навколозірковими дисками — кільцями газу, що обертаються, і пилу, якими оточені молоді світила.
При зближенні двох дисків на відстань 300–400 астрономічних одиниць (астрономічна одиниця дорівнює відстані від Землі до Сонця) та швидкості 2–3 кілометри на секунду їхня гравітація розтягує та стискає газ, створюючи «приливні мости» — витягнуті структури з речовини. Згодом ці «мости» колапсують у щільні газові «нитки», які потім розпадаються на згустки. Коли маса згустків досягає критичних значень, з них формуються PMO з масою, що приблизно в 10 разів перевищує масу Юпітера.
Моделювання показало, що близько 14 відсотків PMO утворюються парами чи трійками, а відстань між цими тілами становить 7–15 астрономічних одиниць. Це дозволяє зрозуміти, чому в деяких зоряних скупченнях вчені спостерігають подвійні системи планетарної об’єктів. У щільних зоряних скупченнях, наприклад, у тій самій Трапеції Оріона, такі зіткнення дисків відбуваються часто. Тому там можуть народжуватись сотні PMO, що пояснює, чому в космосі астрономи знаходять так багато цих тіл.
Згідно з аналізом, проведеним командою Хунпіна, PMO утворюються не так як звичайні планети. Вони формуються з матеріалу зовнішніх областей навколозоряних дисків, де менше важких елементів, що робить їхній хімічний склад унікальним. На відміну від планет-сиріт, викинутих зі своїх рідних систем, об’єкти планетарної маси народжуються разом із зірками і іноді можуть рухатися з ними синхронно. Крім того, PMO залишаються газові диски, що досягають 200 астрономічних одиниць в діаметрі. Теоретично в таких дисках можуть формуватися планети та супутники як міні-версії Сонячної системи.
Відкриття команди Хунпіна показало, що з великою ймовірністю, PMO — не побічний продукт еволюції зірок чи планет, а результат гравітаційних «боїв» навколозіркових дисків. Щоб переконатися в правоті своєї гіпотези, вчені планують вивчити хімічний склад PMO і навколишніх дисків за допомогою космічного телескопа James Webb. Також Хунпін збирається перевірити свою гіпотезу на даних інших молодих скупчень. Якщо висновки вчених підтвердяться, PMO можуть стати новим класом астрономічних об’єктів. Наукова робота опублікована в журналі Science Advances.