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韋伯望遠鏡新發現:揭秘六顆流浪行星,為恒星誕生揭開新篇章!

2024-09-01科學

流浪行星,也就是自由漂浮的行星品質天體,是一些行星大小的天體。它們可能是在星際空間形成的,也可能是原本屬於某個行星系統,後來因為重力擾動而被甩了出來。自2000年首次觀測到這類天體以來,天文學家已經發現了數百個不依附於任何恒星、在銀河系的星際介質中自由漂浮的候選天體。有些科學家甚至估計,在銀河系中可能就有多達2萬億個這樣的流浪行星。

最近,一個使用詹姆士·韋伯太空望遠鏡的天文學家團隊宣布了一個驚人的發現。他們在一個不太可能的地方——年輕的星雲NGC 1333中發現了六個流浪行星候選者。這個星雲位於距離我們大約一千光年的英仙座,是一個恒星形成的聚集地。這些行星的發現可能幫助天文學家更好地理解恒星和行星的形成過程。

這個研究團隊由約翰霍普金斯大學的助理研究科學家Adam Langeveld領導。他們使用了韋伯的近紅外成像儀和無縫光譜儀,對星團中的每個天體進行了光譜測量。這不僅讓他們重新分析了19個先前觀測到的棕矮星的光譜,還發現了一個新的棕矮星,它有一個行星品質的伴星。這一發現非常罕見,已經對我們現有的二元系統形成理論提出了挑戰。但最令人興奮的是,他們探測到了六個品質在木星5到10倍的行星,這些行星被稱為超級木星。

這意味著這六個候選行星是透過與棕矮星和恒星相同的過程形成的最低品質的流浪行星。這項深光譜調查的目標,就是研究那些品質不足以成為恒星的巨大天體。韋伯的觀測沒有發現任何低於木星品質五倍的天體,這表明比這還輕的恒星天體更有可能以行星的方式形成。

這項研究的主要作者Langeveld說:「我們正在探測恒星形成過程的極限。如果你有一個看起來像年輕的木星的天體,它在適當的條件下可能已經成為一顆恒星嗎?這是理解恒星和行星形成的重要背景。」

最有趣的是,這些流浪行星中最輕的一個估計只有五個木星品質,大約相當於1600個地球。由於塵埃和瓦斯通常在恒星形成的早期階段聚整合盤,所以這個行星周圍存在碎片盤強烈表明它是以與恒星相同的方式形成的。然而,行星系統也是從碎片盤中形成的,這表明這些巨大的行星可能能夠形成自己的衛星。這表明這些巨大的行星可能是一個微型行星系統的托兒所——就像我們的太陽系,但規模要小得多。

約翰霍普金斯大學的教務長、天體物理學家、這項研究的高級作者Ray Jayawardhana說:「事實證明,以恒星形成方式形成的最小的自由漂浮天體在品質上與繞附近恒星執行的巨大系外行星重疊。很可能這樣的一對是以雙星系統的方式形成的,來自收縮分時裂的雲。自然產生的系統多樣性是驚人的,它促使我們完善我們的恒星和行星形成模型。」

在接下來的幾個月裏,這個團隊計劃使用韋伯望遠鏡對這些流浪行星的大氣進行後續研究,並將它們與棕矮星和瓦斯巨星的大氣進行比較。他們還計劃在恒星形成區域搜尋其他具有碎片盤的天體,以調查微型行星系統的可能性。他們獲得的數據還將幫助天文學家完善對我們銀河系中流浪行星數量的估計。新的韋伯觀測表明,這些天體占目標星團中天體的大約10%。

目前估計我們銀河系中的恒星數量在1000億到4000億顆之間,行星數量在8000億到3.2萬億顆之間。以10%計算,這意味著有90到3600億個流浪世界漂浮在那裏。隨著我們對宇宙的探索不斷深入,未來我們可能有機會探索這些流浪行星,甚至我們的太陽也有可能捕獲一些這樣的天體。