詹姆斯·韦伯太空望远镜发现六颗新的“流浪世界”，既不是行星也不是恒星

为了了解宇宙的众多奥秘，天文学家正在寻找可能数以万亿计的难以捉摸的太空物体，即流浪世界。这些恒星物体模糊了行星和恒星之间的界限，以便更好地了解形成两者的宇宙过程。

一组天文学家最近利用詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 在一个年轻的星云中发现了六颗新的流浪世界。这项研究已于 8 月 27 日被《天文学杂志》接受发表，其中详细阐述了这些发现，并指出流浪世界可能有助于形成比木星还要大的天体。这些新发现的世界甚至可能是比我们太阳系最大的行星大 5 到 10 倍的气态巨行星。

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“我们正在探索恒星形成过程的极限，”研究报告合著者、约翰霍普金斯大学天体物理学家亚当·兰格维尔德在一份声明中表示。“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。”

什么是流氓世界？

这些自由漂浮的天体也被称为流浪行星，它们的质量与行星相似。然而，与行星不同的是，它们并不像地球受太阳引力束缚那样受中心恒星引力束缚。相反，它们在太空中自由漂浮。

然而，它们的形成和大小使它们与恒星相似。大多数流浪世界是由行星形成早期物质喷出形成的，当时物质碰撞更频繁。它们周围可能还有太空尘埃盘，这对恒星和行星的形成都至关重要。其他流浪世界可能来自坍缩的分子云，这些分子云的质量不足以产生为恒星提供动力的核聚变。即使有这些相似之处，它们仍然跨越了恒星和行星之间的界限。

目前已知或疑似的流浪行星约有 70 至 170 颗，但一些科学家估计，银河系中可能有数万亿颗流浪行星。

重要的是，流浪世界模糊了分类，因为它们的质量与土星和木星等气态巨星以及棕矮星重叠。虽然流浪世界在我们的银河系中很少见，但新的 JWST 数据显示，它们占最近观测到的目标星团 NGC1333 中天体的 10% 左右。

年轻星云中的流浪世界

在这项研究中，研究小组使用了詹姆斯·韦伯太空望远镜对年轻星云 NGC1333 进行的最深入调查的数据。这个恒星形成星团位于英仙座，距离地球约 1,000 光年。研究随附的一张最新发布的 NGC1333 图像显示，星云因星际尘埃和云层的戏剧性显示而闪闪发光。

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“我们利用韦伯在红外波长范围内前所未有的灵敏度来搜寻年轻星团中最暗的成员，试图解决天文学的一个基本问题：物体的亮度如何才能像恒星一样形成？”这项研究的合著者、约翰霍普金斯大学天体物理学家兼教务长雷·贾亚瓦德哈纳 (Ray Jayawardhana) 在一份声明中说。“事实证明，形成像恒星的最小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的质量重叠。”

在观测中，尽管詹姆斯·韦伯太空望远镜具有探测此类天体所需的灵敏度，但该团队并未探测到任何质量小于 5 个木星的天体。这表明，任何质量小于该阈值的恒星天体都更有可能像行星一样形成，而不是恒星。

“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 - 即通过气体和尘埃云的收缩，即恒星的形成方式，以及通过围绕年轻恒星的气体和尘埃盘，就像我们太阳系中的木星一样，” Jayawardhana 说。

布满灰尘的光盘

这些无星物体中最有趣的也是最轻的。它的质量估计约为五颗木星，或约 1,600 个地球，附近还有一片尘埃物质盘。

根据这项研究，圆盘的存在表明该物体可能像恒星一样形成。像这样的太空尘埃通常在恒星形成的早期阶段围绕中心物体旋转。

像这样的圆盘也是行星形成的先决条件，而这个圆盘也可能对潜在的“微型”行星的形成具有重要意义。

“这些质量堪比巨行星的微小物体本身可能能够形成自己的行星，”这项研究的共同作者、苏格兰圣安德鲁斯大学的天体物理学家阿列克斯·舒尔茨在一份声明中表示。“这可能是一个微型行星系统的摇篮，其规模比我们的太阳系小得多。”

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天文学家利用詹姆斯·韦伯太空望远镜上的 NIRISS 仪器测量了星团观测部分中每个物体的红外光轮廓（或光谱），并重新分析了 19 颗已知的棕矮星。他们还发现了一颗新的棕矮星，旁边还有一颗行星质量的伴星。据该团队称，这是一个罕见的发现，它挑战了一些双星系统形成理论。

“这种双星系统很可能像双星系统一样，由收缩时分裂的云形成，”Jayawardhana 说道。“大自然创造出的系统多样性令人惊叹，促使我们改进恒星和行星的形成模型。”

在未来的研究中，该团队计划继续研究更多暗淡天体的大气层，并将它们与更重的棕矮星和气态巨行星的大气层进行比较。他们还将使用詹姆斯·韦伯太空望远镜研究具有尘埃盘的类似天体，以探索这些尘埃盘形成类似于木星和土星众多卫星的微型行星系统的可能性。