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(rèn)為行星是宿主恒星固有的受限子星。

然而，太空是一個(gè)奇怪而多變的東西;對象并不總是遵循我們認(rèn)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(gè)“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(gè)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(gè)宇宙天體。恒星被認(rèn)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(tuán)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(diǎn)燃?xì)渚圩儭?/p>

至少一些行星被認(rèn)為是自下而上的過程形成的，由恒星完成形成時(shí)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(jī)制之間的界限在哪里。正是這個(gè)問題促使研究人員將 JWST 指向一個(gè)名為NGC 1333 年在英仙座中，一個(gè)充滿由內(nèi)部氣體新形成的年輕恒星團(tuán)的區(qū)域。

“我們利用韋伯望遠(yuǎn)鏡在紅外波長上前所未有的靈敏度來搜索年輕星團(tuán)中最暗的成員，試圖解決天文學(xué)中的一個(gè)基本問題：一個(gè)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(shí)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(jì)可能會(huì)有數(shù)十億個(gè)流氓星球，在銀河系中漂流。其中很大一部分會(huì)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(xiǎn)（或成為被外星星的引力所困).

但一些流氓行星可能會(huì)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(jìn)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(gè) Jupiters.此外，NGC 1333 的種群很年輕，這種吸積需要一些時(shí)間——將它們推入這個(gè)巨大而寬闊的星系的引力相互作用也需要一些時(shí)間。

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

“我們的觀測證實(shí)，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(gè)木星的流氓世界。這表明這是分界點(diǎn)。低于該質(zhì)量的行星可能需要通過核心吸積形成。

該團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)表明，這些天體非常豐富，占他們研究的星系團(tuán)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)?！斑@可能是一個(gè)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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