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中新网北京2月27日电 (记者 孙自法 郑莹莹)在天文体界,有一类2000年才被初度探伤到、近5年内不雅测样本陡增的高翌日体——流浪行星质料天体(Planetary Mass objects, PMOs),其究竟是奈何变成的问题备受暖和。
中国科学院上海天文台邓洪平探讨员素养的国外配合科研团队,最新探讨发现变成流浪行星质料天体的全新机制,他们合计,质料介于恒星与行星之间的流浪行星质料天体,既非传统恒星变成进程的产品,也非被隔断的巨行星,而是通过年青恒星的星周盘发生潮汐相互作用径直变成。
这项关于交融星团对行星变成的影响、探索恒星变成和行星变成的边界有迫切意旨的天文体探讨,由中国科学院上海天文台集中香港大学和好意思国加州大学圣克鲁兹分校、瑞士苏黎世大学等中外探讨机构的配结伙伴共同完成,联系收尾论文北京时分2月27日凌晨在国外学术期刊《科学推崇》(Science Advances)发表。
现存两种表面无法释疑
邓洪平探讨员先容说,流浪行星质料天体的质料平日低于氘拆除极限(约13倍木星质料),接近巨行星,却不被任何恒星所管理,好意思国詹姆斯·韦布空间千里镜(JWST)已不雅测证据该高翌日体鄙俚存在于年青星团中。

詹姆斯·韦布空间千里镜对猎户座星云中“四合星”星团隔壁区域的近红外波段成像。(图片起首:NASA,ESA,CSA/M.McCaughrean,S.Pearson)
昔日20多年,天文体家们合计流浪行星质料天体可能是分子云坍缩变成的极低质料恒星,或是从母恒星系统中被抛射出来的巨行星。联系词,这两种表面均无法评释流浪行星质料天体的丰采之多、多体系统(如双星或三星)之繁,以过甚与恒星通顺特征之间的一致性。举例,猎户座大星云中的“四合星”(Trapezium)星团内,流浪行星质料天体的数目远超传统恒星质料函数的瞻望,且约9%的流浪行星质料天体以多体系统格式存在,这与极低质料恒星系统的特色天地之别。
另一方面,好多流浪行星质料天体周围存在延展的气体盘,半径可达100倍日地距离(天文单元,AU)。这预示着流浪行星质料天体与恒星同期变成于星云气体耗散之前,且未始被恒星管理,不然流浪行星质料天体气体盘的大小将被恒星引力严重铁心,因此,流浪行星质料天体也不是被主星抛射出来的巨行星。
星周盘相见“潮汐桥”
邓洪平指出,流浪行星质料天体难以被现存的恒星或行星变成表面评释,促使探讨团队残忍早期星周盘相互作用变成流浪行星质料天体的全新表面。他们通过高精度流体能源学模拟发现,当两颗年青恒星的星周盘以特定角度和速率近距离相见时,潮汐力会拉伸并变成细长的“潮汐桥”。这些桥状结构在引力作用下进一步裁减为精细的线状分子云,最终断裂并坍缩成孤立的流浪行星质料天体。
本质模拟自满,这一进程在密集星团(如“四合星”星团)中的产顺利率极高。当星周盘以每秒2—3公里的速率、300—400天文单元的距离擦肩而落伍,“潮汐桥”的线密度率先放心性的临界值,可同期产生多个流浪行星质料天体,以至变成紧密的双星或三星系统。

相见星周盘之间变成“潮汐桥”并坍缩变成流浪行星质料天体双星的三维流膂力学模拟示例。中国科学院上海天文台 供图
在精细的“四合星”星团中,恒星相见平日,且恒星速率弥漫赶巧在每秒2—3公里之间,因此变成流浪行星质料天体的“摇篮”,滋长了当今不雅测到的最大流浪行星质料天体群。而在恒星通顺速率弥漫很小的IC348星团中流浪行星质料天体很珍藏。此外,这些变成的流浪行星质料天体周围还保留了延展的气体盘,也与不雅测收尾高度吻合,进一步考证本次探讨残忍的星周盘发生潮汐相互作用径直变成流浪行星质料天体表面的可靠性。
可能代表一类全新天体
探讨团队合计,本次探讨残忍变成流浪行星质料天体的全新机制,不仅能评释流浪行星质料天体的丰采和性质,还默示它们可能代表了一类全新的天体,从而为交融六合中流浪行星的变成机制提供了新的想路。

相见星周盘拉扯出成对流浪行星的三维模拟(Credit:邓洪平)。中国科学院上海天文台 供图
“流浪行星质料天体大约组成了六合中既非恒星、也非行星的一类天体,将匡助咱们交融恒星变成和行星变成的边界。”邓洪平说。
当今,流浪行星质料天体的不雅测样本正在赶紧增长。探讨团队表露开yun体育网,中国科学院上海天文台素养的系外地球巡天谋略能通过微引力透镜法高效地搜寻流浪行星,针对不同星团中流浪行星质料天体发生率和性质的探讨,将进一步揭示他们发现的全新机制在六合中的普适性。

