یکی از مشاهدات کمتر شناخته‌شده‌ی آن، مربوط به سیارات سرگردان آزاد (Free-Floating Planets یا FFP) است؛ سیاراتی که به هیچ ستاره‌ای وابسته نیستند و به دلیل درخشش بسیار کم، ردیابی آن‌ها دشوار است. وقتی JWST تعداد ۴۲ سیاره‌ی سرگردان را در خوشه سحابی جبار (Orion Nebula Cluster) شناسایی کرد، فرصتی ویژه برای بررسی دقیق‌تر آن‌ها فراهم شد.
این سیارات سرگردان که در خوشه سحابی جبار شناسایی شده‌اند، با نام اجرام دوتایی با جرم مشتری (JuMBOs) شناخته می‌شوند. جرم آن‌ها بین ۰٫۷ تا ۱۳ برابر جرم مشتری است و فاصله بین اجزای دوتایی آن‌ها از ۲۸ تا ۳۸۴ واحد نجومی (AU) متغیر است. این جدایی زیاد، آن‌ها را از سایر اجرام دوتایی زیرستاره‌ای متمایز می‌کند، چرا که معمولاً این اجرام فاصله‌ای کمتر از ۱۰ AU دارند. وجود آن‌ها در این فواصل زیاد، چالشی جدی برای نظریه‌های شکل‌گیری اجرام سیاره‌ای و زیرستاره‌ای به‌حساب می‌آید.
اخیراً پژوهشی انجام شده تا بررسی کند آیا این اجرام می‌توانند در محیط‌های پرتراکم ستاره‌زا دوام بیاورند یا خیر. این مطالعه با عنوان «آیا سامانه‌های دوتایی سیاره‌ای می‌توانند در نواحی ستاره‌زا زنده بمانند؟» در نشریه Monthly Notices of the Royal Astronomical Society پذیرفته شده و نویسنده مسئول آن ریچارد پارکر از دانشگاه شفیلد است.
دانشمندان در مورد توان بقای JuMBOها در نواحی پرتراکم مانند خوشه جبار تردید دارند؛ چرا که این خوشه پرتراکم‌ترین ناحیه ستاره‌زای نزدیک به خورشید (در فاصله کمتر از ۵۰۰ پارسک) است. مطالعات پیشین نشان داده‌اند که برخورد نزدیک ستارگان می‌تواند سامانه‌های دوتایی (چه ستاره‌ای و چه زیرستاره‌ای) را مختل کند. بنابراین این سؤال مطرح می‌شود که آیا این ۴۲ سامانه دوتایی کشف‌شده فقط بازماندگان‌اند و تعداد زیادی دیگر در گذشته شکل گرفته اما از بین رفته‌اند؟
اعتبار تصویر: ناسا، آژانس فضایی اروپا، آژانس فضایی کانادا، مؤسسه علمی تلسکوپ فضایی، ساموئل پیرسون و مارک مک‌کافرین – دامنه عمومی
نویسندگان در این مقاله می‌نویسند: «در این پژوهش بررسی می‌کنیم که آیا سامانه‌های دوتایی سیاره‌ای می‌توانند در محیط‌های پرتراکم ستاره‌زا بقا پیدا کنند و این مسئله چه معنایی برای JuMBOهای رصدشده با JWST دارد.» نکته کلیدی در این تحقیق، جدایی بسیار زیاد بین زوج‌های دوتایی است؛ این فاصله زیاد، اتصال گرانشی میان آن‌ها را تضعیف کرده و باعث می‌شود بیشتر در معرض نابودی باشند.
اعتبار تصویر: پارکر و همکاران، ۲۰۲۵، MNRAS.
برای بررسی این موضوع، آن‌ها شبیه‌سازی‌های N-body انجام دادند تا تکامل سامانه‌های دوتایی سیاره‌ای را در نواحی ستاره‌زا مدل‌سازی کنند. آن‌ها از پارامترهای مختلفی مانند تابع جرم اولیه، توزیع فاصله میان دوتایی‌ها، و چگالی ستاره‌ای موضعی استفاده کردند.
در نتایج آمده است: «دوتایی‌های سیاره‌ای با جدایی زیاد و انرژی اتصال گرانشی پایین، در تمامی شبیه‌سازی‌های ما به شدت در معرض نابودی قرار دارند.» همچنین مشخص شد که هرچه جدایی دو سیاره بیشتر باشد، احتمال نابودی آن‌ها بالاتر می‌رود — چیزی که انتظار می‌رفت.
نتایج دیگر نشان دادند که حتی چگالی ستاره‌ای معمول در نواحی ستاره‌زای نزدیک به زمین نیز برای نابود کردن بسیاری از JuMBOها کافی است، صرف‌نظر از فاصله اولیه آن‌ها. نویسندگان می‌نویسند: «این بدان معناست که برای دستیابی به ۴۲ سامانه باقی‌مانده، احتمالاً تعداد بسیار بیشتری باید در ابتدا شکل گرفته باشند.» حتی در شبیه‌سازی‌هایی با چگالی پایین‌تر، تنها نیمی از آن‌ها باقی مانده‌اند.
افزون بر این، نتایج نشان می‌دهند که احتمالاً سامانه‌هایی با فاصله حتی بیشتر از آنچه اکنون در خوشه جبار مشاهده شده‌اند نیز وجود دارند، ولی آن‌ها بیش از همه در معرض نابودی دینامیکی قرار داشته‌اند.
به‌عبارت دیگر، تعداد بسیار بیشتری JuMBO باید در آغاز شکل گرفته باشند — و این چالشی جدی برای فهم ما از سازوکارهای شکل‌گیری آن‌ها است.
چندین نظریه برای شکل‌گیری JuMBOها پیشنهاد شده است؛ از جمله:
- گسست دیسک‌های پیش‌سیاره‌ای
- گسست‌های آشفته در ابرهای مولکولی (مشابه شکل‌گیری ستارگان)
- شکست در فرآیند تجمع هسته‌ای
- گیر افتادن دینامیکی
- پرتاب شدن از سامانه‌های ستاره‌ای
مشکل همه این نظریه‌ها آن است که باید هم فرآیند شکل‌گیری این اجرام را توضیح دهند و هم جدایی بسیار زیاد آن‌ها را.
اعتبار تصویر: رصدخانه جمنی / جان لومبرگ
در نهایت، پژوهش نشان می‌دهد که با وجود کشف تنها ۴۲ JuMBO توسط JWST، تعداد بسیار بیشتری باید در گذشته شکل گرفته و از بین رفته باشند.
و در شرایط فعلی، هیچ‌کدام از آن‌ها نمی‌توانند دوام بیاورند.
