在探索 宇宙的众多奥秘 的征途中，天文学家 正在寻找可能多达数万亿颗难以捉摸的太空天体，它们被称为流浪世界。这些恒星状天体模糊了行星与恒星之间的界限——以更好地理解形成这两者的宇宙过程。
一支天文学家团队利用 詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 最近在一个年轻的星云中发现了六颗新的流浪世界。这些发现详细记录在一项 已于 8 月 27 日被《天文学杂志》接受发表的研究 中，并表明流浪世界可能有助于形成比行星木星更大的天体。这些新发现的世界 甚至可能比我们太阳系中最大的行星还要大 5 到 10 倍的巨行星。
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“我们正在探索恒星形成过程的极限，”该研究的合著者、约翰霍普金斯大学天体物理学家亚当·兰格维尔德 (Adam Langeveld) 在一份声明中 说道。“如果一个天体的外观像年轻的木星，它在适当的条件下是否有可能成为一颗恒星？这对于理解恒星和行星的形成至关重要。”
什么是流浪世界？
也被称为 流浪行星，这些自由漂浮的天体具有与行星相似的质量。然而，与行星不同的是，它们不像 地球被束缚在太阳引力之下 那样，它们 不被束缚在中心恒星的引力之下。相反，它们被抛入太空。
然而，它们的形成方式和大小使它们类似于恒星。大多数流浪世界是由行星形成早期，物质频繁碰撞时被抛出的物质形成的。它们周围也可能有尘埃盘，这对恒星和行星的形成都至关重要。另一些可能起源于 分子云 的坍缩，但这些分子云的质量不足以产生驱动恒星的核聚变。即使有这些相似之处，它们仍然介于恒星和行星之间。
虽然 已知或疑似的流浪行星大约有 70 到 170 颗，但一些科学家估计 银河系中可能有数万亿颗。
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 气态巨行星 以及 褐矮星 重叠。虽然我们的银河系中流浪世界很少见，但新的 JWST 数据表明，在最近观测到的一个目标星团——NGC1333——中，它们约占天体的 10%。
年轻星云中的流浪世界
在 这项研究 中，该团队使用了 JWST 对 年轻星云 NGC1333 进行的最深层观测数据。这个恒星形成星团位于 英仙座，距离地球约 1000 光年。与该研究一同发布的 NGC1333 的新图像显示，星云在星际尘埃和云的戏剧性展示中闪耀。
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“我们利用韦伯在红外波长下前所未有的灵敏度来寻找年轻星团中最暗淡的成员，以解决天文学中的一个基本问题：天体能形成得多轻，就像恒星一样？”该研究的合著者、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 说道。“事实证明，那些像恒星一样形成的最小的自由漂浮天体，其质量与围绕附近恒星运行的巨型系外行星重叠。”
在观测中，该团队 并未探测到任何质量小于五倍木星的天体，尽管 JWST 具有探测此类天体的必要灵敏度。这表明任何低于此阈值的恒星状天体更有可能以行星的方式形成，而不是恒星。
“我们的观测证实，自然界以至少两种不同的方式产生行星质量的天体——一种是通过气体和尘埃云的收缩，就像恒星形成一样；另一种是在年轻恒星周围的气体和尘埃盘中形成，就像我们太阳系中的木星那样，”贾亚瓦德哈纳说。
尘埃盘
这些无星天体中最有趣的一个恰好也是最轻的一个。其估计质量约为五个木星，或约 1600 个地球，并且附近有一个 尘埃盘。
根据这项研究，存在一个盘表明该天体可能以恒星形成的方式形成。这样的星尘通常在恒星形成的早期阶段围绕中心天体旋转。
这样的盘也是行星形成的先决条件，而这个盘可能对形成潜在的“迷你”行星也有重要意义。
“那些质量与巨行星相当的微小天体本身可能就能够形成自己的行星，”该研究的合著者、苏格兰圣安德鲁斯大学天体物理学家亚历克斯·舒尔茨 (Aleks Scholz) 在一份声明中 说道。“这可能是一个微型行星系统的育儿所，规模比我们的太阳系小得多。”
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利用 JWST 上的 NIRISS 仪器，天文学家测量了观测星团区域内每个天体的红外光分布或光谱，并重新分析了 19 颗 已知的褐矮星。他们还发现了一颗新的褐矮星，其旁边有一个行星质量的伴星。据该团队称，这是一个罕见的发现，挑战了 双星系统 的形成理论。
“这种成对天体很可能就像双星系统那样形成，即在坍缩过程中，云团分裂，”贾亚瓦德哈纳说。“自然界产生的系统的多样性令人瞩目，并促使我们完善恒星和行星形成的模型。”
在未来的研究中，该团队计划继续检查这些昏暗天体的更多大气层，并将它们与更重的褐矮星和 气态巨行星 的大气层进行比较。他们还将使用 JWST 研究具有尘埃盘的类似天体，以探索这些盘是否正在形成类似于木星和土星众多卫星的迷你行星系统的可能性。
