新華社上海2月27日電 題：研究發(fā)現(xiàn)：恒星“拔河”能產(chǎn)生“流浪行星”

新華社記者張建松

近年來，天文學(xué)家在宇宙年輕星團(tuán)中觀測到許多“流浪行星”。它們具有行星的質(zhì)量，卻并不被恒星引力所束縛，而是自由地在宇宙中漂浮流浪。

這些“流浪行星”是怎樣形成的？由中國科學(xué)院上海天文臺鄧洪平研究員領(lǐng)銜的國際合作團(tuán)隊(duì)提出一個新理論：它們是兩個年輕恒星的“星周盤”發(fā)生潮汐相互作用直接形成的。

這一最新研究由來自香港大學(xué)、中國科學(xué)院上海天文臺、加州大學(xué)圣克魯茲分校、蘇黎世大學(xué)等中外單位的科研人員合作完成，相關(guān)成果于2月27日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》上。

“星周盤”是指環(huán)繞著年輕恒星旋轉(zhuǎn)、由氣體和塵埃構(gòu)成的扁平圓盤形結(jié)構(gòu)，是形成行星的搖籃。在擁擠的星團(tuán)里面，“星周盤”并不能獨(dú)善其身地演化形成行星。

研究團(tuán)隊(duì)通過高精度流體動力學(xué)模擬發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩顆年輕恒星的“星周盤”以特定角度和速度近距離相遇時(shí)，潮汐力會拉伸并形成細(xì)長的“潮汐橋”。這些橋狀結(jié)構(gòu)在引力作用下，進(jìn)一步收縮為致密的線狀分子云，最終斷裂并坍縮成獨(dú)立的天體——“流浪行星”。

恒星“星周盤”相遇之后形成“潮汐橋”并坍縮形成“流浪行星”雙星的模擬示意圖。（中國科學(xué)院上海天文臺供圖）

“做一個形象比喻，好比在茫茫宇宙中，兩個年輕恒星相遇之后會進(jìn)行‘拔河比賽’，爭搶對方‘星周盤’內(nèi)的物質(zhì)。當(dāng)繩子斷裂，中間地帶殘留的星際物質(zhì)，就形成了‘流浪行星’?！编嚭槠秸f，“這一理論很好地解釋了為什么在密集星團(tuán)中，‘流浪行星’數(shù)量多；而在稀疏星團(tuán)中，‘流浪行星’數(shù)量少。”

在密集星團(tuán)，恒星的“星周盤”相遇概率高，“拔河比賽”多，“流浪行星”的產(chǎn)生概率高。研究團(tuán)隊(duì)的模擬顯示，當(dāng)“星周盤”以每秒2至3公里的速度、300至400個天文單位的距離擦肩而過時(shí)，“潮汐橋”的線密度超過穩(wěn)定性的臨界值，可同時(shí)產(chǎn)生多個“流浪行星”，甚至形成緊密的雙星或三星系統(tǒng)。

“這一機(jī)制不僅能解釋‘流浪行星’的豐度和性質(zhì)，還暗示它們可能代表了一類全新的天體，為理解宇宙中‘流浪行星’的形成機(jī)制提供了新的思路?！编嚭槠秸f，“‘流浪行星’或許構(gòu)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?！?/p>

目前，中國科學(xué)院上海天文臺領(lǐng)導(dǎo)的系外地球巡天計(jì)劃，將通過微引力透鏡法高效地搜尋“流浪行星”，并針對不同星團(tuán)中“流浪行星”發(fā)生率和性質(zhì)展開研究，有望進(jìn)一步揭示這一機(jī)制在宇宙中的普適性。

策劃：孫聞

海報(bào)：程思琪、鄧洪平

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