上海天文臺科學家揭秘流浪行星“身世”

浩渺宇宙中，有一類質量介于恒星與行星之間的神秘天體在流浪。它們自由漂浮在星云中，不圍繞恒星運行。這類神秘天體是如何形成的？它們是介于恒星與行星之間的新族群嗎？2月27日凌晨，《科學進展》發表了來自中國科學院上海天文臺鄧洪平研究員領導的國際合作科研團隊的成果。對于這些謎團，科學家有了新發現。

在本次研究中，科研團隊提出了形成流浪行星質量天體（PMOs）的全新機制——這些神秘天體，既非傳統恒星形成過程的產物，也非被驅逐的巨行星，而是通過年輕恒星的星周盤發生潮汐相互作用直接形成。

“PMOs或許構成了宇宙中既非恒星也非行星的一類天體，將幫助我們理解恒星形成和行星形成的邊界。”論文通訊作者鄧洪平說。PMOs是質量低于氘燃燒極限（約13倍木星質量）的天體，質量接近巨行星，卻不被任何恒星所束縛。過去二十多年，科學家們認為它們可能是分子云坍縮形成的極低質量恒星，或是從母恒星系統中被拋射出來的巨行星。但這兩種理論均無法解釋PMOs的豐度之多、多體系統（如雙星或三星）之繁以及其與恒星運動特征之間的一致性。

鄧洪平告訴記者，通常科學界定義天體，是根據其性質來定義。“獨特的形成方式給了PMOs獨特的性質。”鄧洪平介紹，比如它們質量很低卻喜歡成群結隊；再比如，它周圍有一個很大的氣體盤。這是它的特質，不同于恒星和行星。

PMOs在2000年被首次探測到，在近五年內觀測樣本量陡增。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）證實PMOs廣泛存在于年輕星團中。科學家展示的一張照片呈現了JWST對獵戶座星云中Trapezium星團附近區域的近紅外波段成像。這個年輕的恒星形成僅有100萬年的歷史，包含了數千顆新形成的恒星，其質量范圍從太陽質量的40倍到不足0.1倍。該區域還包含許多褐矮星。這些天體的質量低于太陽質量的8%，而在褐矮星之下，從大約13倍木星質量開始，則是PMOs。最新的JWST數據揭示了數百個這樣的天體。

記者從上海天文臺獲悉，目前，PMOs的觀測樣本正在迅速增長。上海天文臺領導的系外地球巡天計劃能通過微引力透鏡法高效地搜尋流浪行星，針對不同星團中PMO發生率和性質的研究，將進一步揭示這一機制在宇宙中的普適性。

中國科學院上海天文臺成立于1962年，其前身是1872年建立的徐家匯天文臺和1900年建立的佘山天文臺。目前，上海天文臺包括徐家匯園區和佘山科技園區兩個部分，天文觀測臺站則位于上海松江佘山、西藏日喀則、吉林長白山和云南昆明等地。