JWST 發(fā)現(xiàn)了六顆流氓行星，沒有一顆恒星可以稱之為家

我們認為行星是宿主恒星固有的受限子星。

然而，太空是一個奇怪而多變的東西;對象并不總是遵循我們認為它們應(yīng)該遵循的規(guī)則。

用JWST，天文學(xué)家在英仙座形成恒星星云的華麗環(huán)境中，捕捉到了六個“流氓”的行星大小的物體，它們不受束縛地與任何恒星一起飛馳，在星際空間中狂野而自由地飛行。

“我們正在探索恒星形成過程的極限，”天體物理學(xué)家 Adam Langeveld 說約翰霍普金斯大學(xué)。

“如果你有一個看起來像年輕木星那么，在合適的條件下，它有沒有可能成為一顆星星呢？這是理解恒星和行星形成的重要背景。

我們有幾種方法可以構(gòu)建一個宇宙天體。恒星被認為是自上而下的形成：在適當(dāng)密度的塵埃和氣體云中，一團在重力作用下坍塌，并從圍繞它旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)盤中積累越來越多的質(zhì)量，直到其中心的壓力和熱量高到足以點燃氫聚變。

至少一些行星被認為是自下而上的過程形成的，由恒星完成形成時留在圓盤中的物質(zhì)形成的。在這種情況下，材料塊開始靜電粘在一起，然后是重力粘在一起，最終積累足夠的材料以形成分化的核心和地幔。

目前尚不清楚這些形成機制之間的界限在哪里。正是這個問題促使研究人員將 JWST 指向一個名為NGC 1333 年在英仙座中，一個充滿由內(nèi)部氣體新形成的年輕恒星團的區(qū)域。

“我們利用韋伯望遠鏡在紅外波長上前所未有的靈敏度來搜索年輕星團中最暗的成員，試圖解決天文學(xué)中的一個基本問題：一個物體能像恒星一樣形成多大的光？”天體物理學(xué)家 Ray Jayawardhana 說約翰霍普金斯大學(xué)。

“事實證明，形狀像恒星的最小自由漂浮的物體在質(zhì)量上與圍繞附近恒星旋轉(zhuǎn)的巨型系外行星重疊。”

天文學(xué)家估計可能會有數(shù)十億個流氓星球，在銀河系中漂流。其中很大一部分會以通常的方式形成，在嬰兒星星吞噬的飯菜剩飯中;繁忙的引力相互作用可以釋放這些世界的恒星系泊物，并將它們送去享受無星的冒險（或成為被外星星的引力所困).

但一些流氓行星可能會以與恒星相同的方式開始發(fā)展。我們知道有一群天體的形狀像恒星，但沒有獲得足夠的質(zhì)量來進行氫聚變;這些是褐矮星，大約在質(zhì)量是木星質(zhì)量的 13 倍和 85 倍.這些物體的質(zhì)量足以支持氘的聚變——氘是一種重氫，其聚變需要較低的壓力和溫度。他們發(fā)光，但很暗淡。

建模表明，行星通過核心吸積自下而上形成的質(zhì)量上限為少于 10 個 Jupiters.此外，NGC 1333 的種群很年輕，這種吸積需要一些時間——將它們推入這個巨大而寬闊的星系的引力相互作用也需要一些時間。

因此，當(dāng) JWST 發(fā)現(xiàn)六個質(zhì)量介于木星 5 到 10 倍之間的天體時，Langeveld 和他的團隊認為它們一定是由引力坍縮形成的。當(dāng)他們在每個相對較小的天體周圍發(fā)現(xiàn)圓盤時，證實了這一點，就像微型的嬰兒恒星一樣。

“我們的觀測證實，自然界至少以兩種不同的方式產(chǎn)生行星質(zhì)量物體——從氣體和塵埃云的收縮，恒星的形成方式，以及年輕恒星周圍的氣體和塵埃盤，就像我們太陽系中的木星一樣，”Jayawardhana 說.

有趣的是，盡管 JWST 足夠靈敏，可以檢測到更小的天體，但研究人員沒有發(fā)現(xiàn)小于 5 個木星的流氓世界。這表明這是分界點。低于該質(zhì)量的行星可能需要通過核心吸積形成。

該團隊的發(fā)現(xiàn)表明，這些天體非常豐富，占他們研究的星系團中所有天體的 10%。這些世界的發(fā)現(xiàn)暗示了令人著迷的可能性，模糊了恒星和它的行星之間，以及行星和它的衛(wèi)星之間的界限。

“那些質(zhì)量與巨行星相當(dāng)?shù)奈⑿∥矬w本身可能能夠形成自己的行星，”天體物理學(xué)家 Aleks Scholz 說英國圣安德魯斯大學(xué)。“這可能是一個微型行星系統(tǒng)的苗圃，其規(guī)模比我們的太陽系小得多?！?/p>

該研究已被接受天文雜志，可在arXiv.

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