韦伯发现六个新的“流浪世界”，为恒星的形成提供线索

Josiah01

流浪行星，或自由漂浮的行星质量物体 (FFPMO)，是行星大小的物体，它们要么在星际空间中形成，要么在引力扰动将它们踢出之前是行星系统的一部分。
自 2000 年首次观测到这些行星以来，天文学家已经发现了数百颗候选行星，它们不依附于任何特定恒星，而是漂浮在我们银河系的星际介质 (ISM) 中。事实上，一些科学家估计，仅在银河系中就可能有多达 2 万亿颗流浪行星（甚至更多）。
最近有消息称，一支与詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 合作的天文学家团队宣布，他们在一个意想不到的地方发现了六颗流浪行星候选体。这些行星包括迄今为止发现的最轻的流浪行星（周围有碎屑盘），它们是在韦伯对年轻星云 NGC 1333 进行最深入的勘测时发现的。NGC 1333 是英仙座中一个距离地球约一千光年的恒星形成星团。这些行星可以让天文学家了解很多有关恒星和行星形成过程的知识。
该团队由约翰霍普金斯大学 (JHU) 物理与天文系助理研究员 Adam Langeveld 领导。详细介绍该调查结果的论文已被《天文学杂志》接受发表，目前可在arXiv预印本服务器上查阅。
迄今为止发现的大多数流浪行星都是通过引力微透镜发现的，而其他行星则是通过直接成像发现的。前一种方法依赖于“透镜事件”，即大质量物体的引力会改变其周围时空的曲率并放大来自更远物体的光。后者是通过探测其大气层内产生的红外辐射来直接发现棕矮星（横跨行星和恒星界线的物体）和大质量行星。
在论文中，研究小组描述了这一发现是如何在对 NGC1333 进行极深光谱调查时发生的。利用韦伯近红外成像仪和无缝隙光谱仪 (NIRISS) 的数据，研究小组测量了星团观测部分中每个物体的光谱。这使得他们能够重新分析 19 颗之前观测到的棕矮星的光谱，并发现了一颗具有行星质量伴星的新棕矮星。
后一项观察结果是一项罕见的发现，它已经挑战了双星系统形成理论。但真正的关键是发现了六颗行星，它们的质量是木星的 5 到 10 倍（又称超级木星）。
这意味着这六颗候选行星是迄今为止发现的质量最低的流浪行星之一，它们通过与棕矮星和恒星相同的过程形成。这就是年轻棕矮星和自由漂浮行星深度光谱调查的目的，该调查旨在调查质量不够大而无法成为恒星的物体。
韦伯的观测没有发现任何质量低于五倍木星的物体（它的灵敏度足以探测到这一质量），这一事实有力地表明，比木星更轻的恒星物体更有可能像行星那样形成。
主要作者 Langeveld 在 JHU 新来源 (Hub) 发布的一份声明中表示：
“我们正在探索恒星形成过程的极限。如果你有一个看起来像年轻木星的物体，它有可能在适当的条件下成为一颗恒星吗？这是理解恒星和行星形成的重要背景。”
最有趣的流浪行星也是最轻的：估计质量为 5 个木星（约 1,600 个地球）。由于尘埃和气体通常在恒星形成的早期阶段落入盘状结构，因此这颗行星周围有碎屑环，这强烈表明它的形成方式与恒星相同。
然而，行星系统也由碎屑盘（又称环太阳盘）形成，这意味着这些物体可能能够形成自己的卫星。这意味着这些巨大的行星可能是微型行星系统的温床——就像我们的太阳系，但规模要小得多。
约翰霍普金斯大学教务长雷·贾亚瓦德哈纳 (Ray Jayawardhana) 是这项研究的资深作者，同时也是天体物理学家（他也是调查小组的负责人），他说：“事实证明，像恒星一样形成的最小的自由漂浮物体的质量与围绕附近恒星旋转的巨型系外行星重叠。这种对很可能像双星系统一样，是由收缩时分裂的云形成的。大自然产生的系统多样性令人惊叹，并促使我们改进恒星和行星形成的模型……
“我们的观察证实，大自然至少以两种不同的方式产生行星质量的物体 - 来自气体和尘埃云的收缩，即恒星的形成方式，以及年轻恒星周围的气体和尘埃盘，就像我们太阳系中的木星一样。”
在接下来的几个月里，该团队计划利用韦伯望远镜对这些流浪行星的大气层进行后续研究，并将其与棕矮星和气态巨星的大气层进行比较。他们还计划在恒星形成区寻找其他带有碎片盘的物体，以调查存在微型行星系统的可能性。
他们获得的数据还将帮助天文学家完善对银河系流浪行星数量的估计。韦伯望远镜的新观测表明，此类天体约占目标星团天体的 10%。
目前估计，我们银河系中的恒星数量在 1000 亿到 4000 亿颗之间，行星数量在 8000 亿到 3.2 万亿颗之间。按照 10% 的概率，这意味着有 900 亿到 3600 亿颗流浪世界漂浮在那里。正如我们在之前的文章中所探讨的那样，我们也许有一天能够探索其中的一些，我们的太阳甚至可能捕获一些。