詹姆斯·韋伯望遠鏡驚現六個神秘“流浪世界”

在探索宇宙諸多奧秘的過程中，天文學家 正在尋找可能多達數萬億的難以捉摸的空間物體，稱爲流浪世界。這些恆星物體模糊了行星和恆星的界限，以更好地理解形成二者的宇宙過程。

一組藉助詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）的天文學家，最近在一個年輕的星雲中發現了六個新的流浪世界。這些發現被詳細記錄在 8 月 27 日發表於《天文雜誌》的一項研究中，並表明流浪世界可能有助於形成比木星還要大的天體。這些新發現的世界 甚至可能是比我們太陽系最大的行星大 5 到 10 倍的氣態巨行星。

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“我們正在探索恆星形成過程的極限，”研究的合著者、約翰霍普金斯大學的天體物理學家亞當·蘭格維爾德在一份聲明中說道。“如果有一個看起來像年輕木星的物體，在適當的條件下，它有可能變成一顆恆星嗎？這對於理解恆星和行星的形成都是重要的背景。”

也被稱爲 流浪行星，這些自由漂浮的天體質量與行星相似。然而，與行星不同的是，它們不像 地球受太陽引力束縛 那樣 受中央恆星引力的束縛。相反，它們在太空中漂泊。

然而，它們的形成過程和大小與恆星頗爲相似。大多數流浪行星是在行星形成的早期階段，在物質更頻繁碰撞時由噴射出的物質所形成。它們周圍可能也有太空塵埃盤，這對恆星和行星的形成都至關重要。其他的可能源於坍縮的分子云，這些分子云沒有足夠的質量來產生爲恆星提供動力的核聚變。即使有這些相似之處，它們仍然處於被認爲是恆星還是行星的邊界之間。

雖然已知或疑似的流浪行星大約有70 到 170 顆，但一些科學家估計在星系中可能有萬億顆。

重要的是，流浪行星的存在模糊了分類界限，因爲它們的質量與像土星、木星和褐矮星這樣的氣態巨行星重疊。雖然流浪行星在我們所在的銀河系中很少見，但新的 JWST 數據表明，在最近觀測的目標星團NGC1333中，它們約佔天體的 10%。

在這項研究中，該團隊使用了來自 JWST 對年輕星雲 NGC1333的最深入調查的數據。這個恆星形成星團位於英仙座，距離地球約 1000 光年。伴隨這項研究新發布的 NGC1333 圖像表明，星雲在星際塵埃和雲的壯觀展示中發光。

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“我們利用韋伯在紅外波長前所未有的靈敏度來尋找年輕星團中最微弱的成員，試圖解決天文學中的一個基本問題：像恆星那樣形成的物體最輕能達到何種程度？”研究的合著者、約翰霍普金斯大學的天體物理學家兼教務長雷·賈亞瓦德納在一份聲明中說。“事實表明，像恆星那樣形成的最小自由漂浮物體的質量與環繞附近恆星的巨型系外行星的質量重合。”

在此次觀測中，該團隊未檢測到任何質量小於五個木星質量的天體，儘管 JWST 具有檢測此類天體所需的靈敏度。這表明任何低於此閾值的恆星類物體更有可能以行星的形成方式產生，而非以恆星的方式。

賈亞瓦德納說：“我們的觀測證實，自然界至少通過兩種不同的方式產生具有行星質量的物體——一種是通過氣體和塵埃雲的收縮，如同恆星的形成方式；另一種是在年輕恆星周圍的氣體和塵埃盤中，就像我們太陽系中的木星那樣。”

據估計，它的質量約爲五個木星的質量，或者約相當於 1600 個地球的質量，其附近還有一個滿是灰塵的圓盤狀物質。

根據這項研究，圓盤的存在表明該天體的形成方式可能與恆星相同。在恆星形成的早期階段，像這樣的太空塵埃通常會圍繞一箇中心天體旋轉。

像這樣的圓盤也是行星形成的前提條件，而這一個或許對於形成潛在的“迷你”行星也有着重要意義。

“那些質量與巨行星相當的微小天體本身或許能夠形成自身的行星，”蘇格蘭聖安德魯斯大學的研究合著者兼天體物理學家亞歷克斯·肖爾茨在一份聲明中說。“這可能是一個微型行星系統的搖籃，其規模比我們的太陽系小得多。”

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藉助詹姆斯·韋伯太空望遠鏡搭載的 NIRISS 儀器，天文學家測量了星團觀測部分中每個天體的紅外光輪廓——或光譜——並重新分析了 19 顆已知的褐矮星。他們還發現了一顆新的褐矮星，其旁邊伴有一個行星質量的天體。據該團隊稱，這是一個罕見的發現，對一些關於雙星系統如何形成的理論提出了挑戰。

“很可能這樣的一對如同雙星系統那般形成，也就是由收縮時分裂的雲形成的，”賈亞瓦德納說。“大自然所產生的系統具有令人驚歎的多樣性，這促使我們完善恆星和行星形成的模型。”

在未來的研究中，該團隊計劃繼續對更多微弱天體的大氣層進行檢查，並將其與較重的褐矮星和氣態巨行星的大氣層作比較。他們還將使用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡研究具有塵埃盤的類似天體，以探索這些盤是否正在形成類似於木星和土星衆多衛星的迷你行星系統的可能性。