韦伯在NGC 1333中发现六颗自由漂浮的系外行星

天文学家利用NASA/ESA/CSA 詹姆斯·韦伯太空望远镜上的近红外成像仪和无缝隙光谱仪(NIRISS) 仪器，发现了 NGC 1333 的六个新的自由漂浮行星质量成员，估计质量为木星质量的 5 到 15 倍。其中一个物体的质量为木星的 5 倍(约为地球的 1,600 倍)，很有可能是已知具有尘埃行星盘的最低质量物体。

NGC 1333是一个恒星形成星团，位于英仙座北部，距离我们约 1,000 光年。

该星团也被称为 Ced 16 或 LBN 741，由德国天文学家爱德华·申菲尔德于 1855 年首次发现。

NGC 1333 仅有 100 万至 300 万年的历史，其棕矮星数量约为恒星的一半，这一比例高于之前所见。

约翰霍普金斯大学天体物理学家亚当·兰格维尔德说：“我们正在探索恒星形成过程的极限。”

“如果你发现一个看起来像年轻木星的物体，那么在适当的条件下，它有可能变成恒星吗?这是理解恒星和行星形成的重要背景。”

Langeveld 博士和他的同事利用韦伯的 NIRISS 仪器对 NGC 1333 进行了极深度的光谱调查。

观测发现了 19 颗已知的棕矮星和 6 颗自由漂浮的行星质量物体，其质量是木星的 5 到 10 倍。

这意味着，它们是迄今为止发现的质量最小的物体之一，其形成过程通常会产生恒星和棕矮星，这些物体跨越恒星和行星之间的边界，永远不会点燃氢聚变，而且会随着时间的推移而消逝。

约翰霍普金斯大学天体物理学家雷·贾亚瓦德哈纳表示：“我们利用韦伯太空望远镜在红外波长范围内前所未有的灵敏度，寻找年轻星团中最暗淡的成员星，力图解答天文学的一个基本问题：一个物体的光度要达到多大程度才能像恒星一样形成?”

“事实证明，像恒星一样形成的最小的自由漂浮物体的质量与围绕附近恒星运行的巨型系外行星的质量重叠。”

尽管韦伯望远镜具有足够的灵敏度来探测此类天体，但观测结果并未显示任何质量低于五倍木星的天体。

这有力地表明，任何比该阈值更轻的恒星物体都更有可能像行星一样形成。

“我们的观察证实，自然界至少以两种不同的方式产生行星质量物体 - 通过气体和尘埃云的收缩，即恒星的形成方式，以及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一样，” Jayawardhana 博士说。

最有趣的行星质量物体是 NIRISS-NGC1333-5，它也是最轻的，估计质量为 5 个木星。

兰格维尔德博士说：“尘埃盘的存在意味着该物体几乎肯定是像恒星一样形成的，因为在恒星形成的早期阶段，太空尘埃通常会围绕中心物体旋转。”

“圆盘也是行星形成的先决条件，这表明这些观测结果可能对潜在的微型行星具有重要意义。”

圣安德鲁斯大学天体物理学家阿列克斯·舒尔茨博士说：“那些质量与巨行星相当的微小物体本身可能能够形成自己的行星。”

“这可能是一个微型行星系统的苗圃，其规模比我们的太阳系小得多。”

天文学家还发现了一颗具有行星质量伴星的新棕矮星，这一罕见的发现对双星系统形成理论提出了挑战。

“这种双星对很可能像双星系统一样，是由云层在收缩时碎裂而形成的，”贾亚瓦德哈纳博士说。

“大自然产生的系统多样性令人惊叹，促使我们改进恒星和行星形成模型。”

研究结果将发表在《天文学杂志》上。