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科学家在TWHydrae中识别自由浮动的行星质量物体

2018-05-16
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em WISE及其前身Two Micron All Sky Survey的新数据揭示了TW Hydrae家族中质量最低的自由漂浮物 - 一种可能的棕色矮星WISEA J114724.10-204021.3。 / em

2011年,天文学家宣布我们的星系可能充满了自由浮动的行星。事实上,这些孤独的世界,静静地坐在空间的黑暗中,没有任何伴星,甚至没有太阳,可能超过我们银河系中的恒星。这个惊人的发现提出了这样的问题:这些物体来自哪里?他们是从太阳系弹出的行星,还是实际上是像恒星一样在太空中单独形成的称为棕矮星的轻量级恒星?

一项使用美国宇航局广域红外勘测资源探测器,WISE和Two Micron All Sky Survey或2MASS数据的新研究提供了银河比例神秘的新线索。科学家已经在一个年轻的恒星家族中发现了一个自由浮动的行星质量物体,称为TW Hydrae协会。这个新发现的物体,简称WISEA J114724.10-204021.3或简称WISEA 1147,估计约为木星质量的五到十倍。

WISEA 1147是少数自由浮动的世界之一,天文学家可以开始指出它可能起源于褐矮星而不是行星。由于该物体是TW Hydrae非常年轻恒星家族的成员,天文学家知道它也非常年轻 - 只有1000万年的历史。而且由于行星需要至少1000万年才能形成,并且可能更长时间才能让自己从星系中被踢出,WISEA 1147可能是一颗棕矮星。布朗矮星像恒星一样形成,但缺乏大量的原子核化和星光闪耀。

俄亥俄州托莱多大学的Adam Schneider说:“通过持续的监测,有可能追踪WISEA 1147的历史,以确认其是否孤立形成,这是一项新研究的主要作者,该研究被接受发表在”天体物理学“日志。

在数十亿可能存在的自由浮动的世界中,有些可能是质量非常低的褐矮星,而另一些可能实际上是真正的行星,从新生太阳系中被踢出。此时,每个人口的比例仍然未知。追踪自由浮动世界的起源,并确定它们是行星还是棕矮星,是一项艰巨的任务,正是因为它们如此孤立。

美国国家航空航天局红外处理与分析中心的合作者戴维柯克帕特里克说:“我们正处于热门领域的开端 - 试图确定自由流动人口的性质,以及行星与褐矮星的数量。 IPAC,在帕萨迪纳的加州理工学院。

天文学家通过筛选WISE在2010年拍摄的整个天空的图像以及大约十年前的2MASS,找到了WISEA 1147。他们正在寻找附近的年轻棕色小矮人。判断附近是否有东西的一种方法是检查它是否随着时间的推移相对于其他恒星显着移动。物体越靠近,它就越会在更远的恒星的背景下移动。通过分析相距10年的两次天空调查的数据,近距离物体跳出。

寻找低质量物体和褐矮星也非常适合WISE和2MASS,它们都能检测红外光。布朗矮星的光线不够亮,不能用可见光望远镜看到,但是在红外图像中观察时,它们的热特征点亮。

褐色矮星WISEA 1147在2MASS图像中出色地呈现“红色”(其中红色被指定为更长的红外波长),这意味着它是满是灰尘和年轻的。

“这个人的特征尖叫出来,'我是一个年轻的棕色矮人',”施奈德说。

经过更多分析后,天文学家意识到这个物体属于TW Hydrae协会,它距离地球约150光年,只有约1000万年历史。这使得WISEA 1147的质量大约是木星的5到10倍,木星是有史以来发现的最年轻和质量最小的褐矮星之一。

有趣的是,TW Hydrae协会第二个非常类似的低质量成员在几天后(加拿大安大略省西部大学的Kendra Kellogg领导的一个独立小组发表了第二届大会1119-11)宣布。

天文学家想要研究这些孤立世界的另一个原因是,它们与行星相似,但更容易研究。在其他恒星周围的行星,称为系外行星,在他们辉煌的恒星旁边几乎看不到。通过研究无主星的WISEA 1147等天体,天文学家可以更多地了解它们的组成和天气模式。

“我们可以通过研究年轻和发光的低质褐色矮星来更好地理解系外行星,”施耐德说。 “现在,我们正处于系外行星状态。”

该研究的其他作者包括:托莱多大学的James Windsor和Michael Cushing;和UCLA的Ned Wright,他也是WISE使命的首席调查员。

PDF研究副本:WISEA J114724.10-204021.3:TWHya协会的自由浮动行星群成员

来源:惠特尼克拉文,喷气推进实验室