物理科技生物学-PHYICA

一对孤独的行星花园贵子状物体像恒星一样诞生

天文学与空间 2022-06-04 00:01:16

伯尔尼大学 艺术家对两个棕矮星的构图,前景是紫色的Oph 98B,背景是红色的Oph 98A

Oph 98A质量更大,因此比两者更亮更热

这两个物体被形成它们的分子云所包围

学分:伯尔尼大学/蒂博特·罗杰 由伯尔尼大学领导的一个国际研究小组发现了一个奇异的双星系统,由两个年轻的类似行星的物体组成,它们从很远的地方围绕彼此运行

尽管这些天体看起来像巨大的系外行星,但它们的形成方式与恒星相同,证明了驱动恒星形成的机制可以在没有太阳的不寻常系统中产生流氓世界

恒星形成过程有时会产生神秘的天体,称为棕矮星,它比恒星更小、更冷,在最极端的情况下,质量和温度可以低至系外行星的质量和温度

就像恒星一样,棕矮星经常独自在太空中游荡,但也可以在双星系统中看到,在双星系统中,两个棕矮星绕着彼此的轨道运行,在银河系中一起旅行

由CSH太空和可居住性中心的克莱曼斯·丰塔尼夫和NCCR行星领导的研究人员发现了一个由棕矮星组成的奇怪的无星双星系统

系统CFHTWIR-Oph 98(简称Oph 98)由两个质量非常小的物体Oph 98 A和Oph 98 B组成

它位于距地球450光年的蛇夫座恒星群中

研究人员感到惊讶的是,Oph 98 A和B从一个惊人的大距离绕彼此运行,大约是冥王星和太阳之间距离的5倍,相当于地球和太阳之间距离的200倍

这项研究刚刚发表在《天体物理学杂志快报》上

极低的质量和非常大的间距 这对天体是两个在许多方面与太阳系外巨型行星相似的天体的罕见例子,它们在没有母星的情况下围绕彼此运行

质量更大的成分Oph 98 A是一颗年轻的棕矮星,质量是木星的15倍,几乎正好位于棕矮星和行星的分界线上

它的同伴Oph 98 B仅比木星重8倍

二进制系统的组成部分被一种叫做引力结合能的无形联系联系在一起,当物体质量更大或彼此更靠近时,这种联系就会变得更强

Oph 98的质量极低,间距很大,是迄今为止已知的任何二元体系中结合能最弱的

多亏了哈勃的数据,才有了这个发现 克莱曼斯·丰塔尼夫和她的同事利用哈勃太空望远镜的图像发现了Oph 98 A的伴星

丰塔尼夫说:“低质量的棕矮星非常冷,只能通过红外热辐射发出很少的光

这种灼热的辉光非常微弱,呈红色,因此棕矮星只能在红外光下看到

“此外,双星所在的星座蛇夫座嵌在一团密集的尘埃云中,散射可见光

首席研究员解释说:“红外观测是看穿这些尘埃的唯一方法。”

“探测像Oph 98这样的系统还需要一台分辨率非常高的相机,因为Oph 98 A和B之间的夹角比天空中月亮的大小小一千倍,”她补充道

哈勃太空望远镜是为数不多的能够观察像这些棕矮星一样微弱的物体,并且能够分辨如此紧密的角度的望远镜之一

因为棕矮星足够冷,水蒸气在它们的大气中形成,在红外线中创造出显著的特征,通常用来识别棕矮星

然而,这些水的特征不容易从地球表面探测到

哈勃位于太空真空中的大气层上方,能够探测天体中水蒸气的存在

丰塔尼夫解释说:“这两个物体看起来都很红,并显示出水分子的清晰迹象

这立即证实了我们在Oph 98 A旁边看到的微弱源极有可能也是一颗冷褐矮星,而不是一颗碰巧与天空中的褐矮星对齐的随机恒星

" 该小组还发现了14年前在夏威夷用加拿大-法国-夏威夷望远镜(CFHT)收集的可见二进制图像

“今年夏天,我们从另一个夏威夷天文台——英国红外望远镜——再次观察了这个系统

丰塔尼夫解释说:“利用这些数据,我们能够证实Oph 98 A和B相对于位于它们后面的其他恒星,随着时间的推移在天空中一起移动,这是它们以一对二进制相互结合的证据。”

恒星形成的非典型结果 Oph 98双星系统仅在300万年前形成于附近的蛇夫座恒星托儿所,这使它成为天文时间尺度上的新生事物

该系统的年龄比建造行星所需的典型时间要短得多

像Oph 98 A这样的棕矮星是由与恒星相同的机制形成的

尽管Oph 98 B对一颗行星来说是合适的大小,但宿主Oph 98 A太小,没有足够大的物质储备来建造一颗那么大的行星

“这告诉我们Oph 98 B,像它的宿主一样,一定是通过产生恒星的相同机制形成的,并表明产生双星的过程是以缩小的形式运行的,一直到这些行星质量,”克莱曼斯·丰塔尼夫评论道

随着两个类行星世界的发现——它们已经是恒星形成的罕见产物——以如此极端的配置相互结合,“我们真的见证了极其罕见的恒星形成过程,”丰塔尼夫描述道

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