被稱為“JuMBO”的奇怪宇宙物體如何失控的奧秘 _宇宙

兩個流氓JuMBO被逐出他們的恒星系統(tǒng)，但仍然被捆綁在一起。（圖片來源：Robert Lea（與Canva共同創(chuàng)作））
據(jù)美國太空網(wǎng)（Robert Lea）：2023年底，天文學(xué)家在獵戶座星云中發(fā)現(xiàn)了一個驚人的發(fā)現(xiàn) 。使用詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST），該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了40對行星質(zhì)量的物體，但沒有一對圍繞恒星運行。它們被稱為木星質(zhì)量雙星，或稱JuMBO 。
簡而言之，這一發(fā)現(xiàn)直接挑戰(zhàn)了恒星誕生和行星形成理論。這些球體的起源仍然未知，也不清楚如此多的成對天體是如何在距離地球約1350光年的獵戶座恒星托兒所游蕩的。
然而，現(xiàn)在，來自內(nèi)華達(dá)大學(xué)和斯通布魯克大學(xué)的天體物理學(xué)家團(tuán)隊認(rèn)為他們可能已經(jīng)解開了這個謎題。該團(tuán)隊提供了一個令人信服的模型來解釋這些奇怪的身體是如何從它們的家庭系統(tǒng)中彈出的，在仍然與二元伴侶配對的情況下變得無賴。如果這些發(fā)現(xiàn)是正確的，可能會徹底改變我們對行星進(jìn)化的認(rèn)識。
內(nèi)華達(dá)天體物理中心博士后王一涵在一份聲明中說：“我們的模擬表明，恒星的近距離相遇可以自發(fā)地將成對的巨行星從它們的原生系統(tǒng)中噴出，導(dǎo)致它們在太空中相互環(huán)繞。” 。“這些發(fā)現(xiàn)可能會顯著改變我們對行星動力學(xué)和宇宙中行星系統(tǒng)多樣性的看法。”
JuMBO的挑戰(zhàn)
JuMBO一直是一個很難解釋的問題，因為它們的存在不太符合經(jīng)典的恒星形成或行星形成模型。
作為熱的、氣態(tài)的和雙星，JuMBO最初看起來似乎是在氣體和塵埃云中過于密集的區(qū)域坍塌時形成的。這就是恒星的形成方式，甚至是所謂的“失敗恒星”或棕矮星所遵循的機制，棕矮星之所以得名，是因為它們未能收集到足夠的質(zhì)量，在核心將氫融合為氦，這是恒星的一個決定性特征。
然而，JuMBOS可能會走另一條通往現(xiàn)實的道路。例如，恒星擁有雙星伴侶的幾率會隨著這些恒星質(zhì)量的降低而顯著降低。例如，大約75%的大質(zhì)量恒星存在于雙星配對中，但只有50%的質(zhì)量與太陽相似的恒星與恒星伴侶在一起。在雙星中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量約為太陽0.75倍的棕矮星的幾率微乎其微，接近零。
棕矮星的平均質(zhì)量大約是木星的75倍。因此，人們可以推斷，質(zhì)量比這小的恒星永遠(yuǎn)不應(yīng)該存在于雙星中——當(dāng)然，在同一星云中發(fā)現(xiàn)40顆恒星的頻率也不高。木星的質(zhì)量低于棕矮星的下端，不到木星質(zhì)量的13倍。那么，發(fā)生了什么事？

獵戶座星云中木星質(zhì)量雙星的插圖（圖片來源：雙子座天文臺/Jon Lomberg）
此外，JuMBO也不能用標(biāo)準(zhǔn)的行星形成模型來解釋。這些模型可以看到它們是從母恒星周圍的殘余氣體中誕生的，或者如果你使用的是雙星系統(tǒng)，則是恒星。這是因為，盡管我們知道行星經(jīng)常被趕出它們的母系，成為無賴行星，也就是在沒有母恒星的情況下在宇宙中游蕩的宇宙孤兒，但這個過程應(yīng)該是如此劇烈，以至于它會分裂出任何可能受引力束縛的行星。
因此，天文學(xué)家僅在獵戶座星云中就發(fā)現(xiàn)了40對木星，這一事實似乎排除了一些反常的彈射事件，這些事件導(dǎo)致一對行星一起彈射而沒有分裂。
因此，為了解開JuMBOS可能來自哪里的謎團(tuán)，該團(tuán)隊對彈射事件進(jìn)行了高級超級計算機模擬。這些“N體”模擬使他們能夠探索密集星團(tuán)中的相互作用，這可能意味著大質(zhì)量行星被噴出，但仍在引力作用下相互結(jié)合。結(jié)論是木星可能來自人口稠密的星團(tuán) 。如果是這樣的話，那么這些奇怪的自由浮動二進(jìn)制文件實際上可能很常見。
該團(tuán)隊的研究結(jié)果對我們對行星形成的總體理解產(chǎn)生了影響，表明JuMBO配對中行星體之間的軌道分離以及軌道形狀等特征可能會影響影響行星誕生的湍流環(huán)境條件。
團(tuán)隊成員、石溪大學(xué)物理學(xué)教授Rosalba Perna在聲明中表示：“它引入了恒星動態(tài)相互作用，這是在致密恒星環(huán)境中發(fā)展不尋常行星系統(tǒng)的一個重要因素。” 。
該團(tuán)隊的研究為未來的JuMBO調(diào)查奠定了基礎(chǔ) ，可能會使用幫助發(fā)現(xiàn)這些恒星配對的儀器：JWST 。它還告訴研究人員，行星的形成是一個比以前所知的更加多樣化和令人興奮的過程。
“了解木星的形成有助于我們挑戰(zhàn)和完善行星形成的主流理論，”團(tuán)隊成員、聯(lián)合國后勤基地天體物理學(xué)家朱兆寰在聲明中說。“JWST即將進(jìn)行的觀測可能會幫助我們做到這一點，為每一次觀測提供新的見解，幫助我們更好地制定新的巨行星形成理論。”
該團(tuán)隊的研究于星期五（4月19日）發(fā)表在《自然天文學(xué)》雜志上。