星空有约丨研究发现：恒星“拔河”能产生“流浪行星”

  新华社上海2月27日电　题：研究发现：恒星“拔河”能产生“流浪行星”

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  新华社记者张建松

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  近年来，天文学家在宇宙年轻星团中观测到许多“流浪行星”。它们具有行星的质量，却并不被恒星引力所束缚，而是自由地在宇宙中漂浮流浪。

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  这些“流浪行星”是怎样形成的？由中国科学院上海天文台邓洪平研究员领衔的国际合作团队提出一个新理论：它们是两个年轻恒星的“星周盘”发生潮汐相互作用直接形成的。

  这一最新研究由来自香港大学、中国科学院上海天文台、加州大学圣克鲁兹分校、苏黎世大学等中外单位的科研人员合作完成，相关成果于2月27日发表在国际学术期刊《科学进展》上。

  “星周盘”是指环绕着年轻恒星旋转、由气体和尘埃构成的扁平圆盘形结构，是形成行星的摇篮。在拥挤的星团里面，“星周盘”并不能独善其身地演化形成行星。

  研究团队通过高精度流体动力学模拟发现，当两颗年轻恒星的“星周盘”以特定角度和速度近距离相遇时，潮汐力会拉伸并形成细长的“潮汐桥”。这些桥状结构在引力作用下，进一步收缩为致密的线状分子云，最终断裂并坍缩成独立的天体——“流浪行星”。

  恒星“星周盘”相遇之后形成“潮汐桥”并坍缩形成“流浪行星”双星的模拟示意图。（中国科学院上海天文台供图）

  “做一个形象比喻，好比在茫茫宇宙中，两个年轻恒星相遇之后会进行‘拔河比赛’，争抢对方‘星周盘’内的物质。当绳子断裂，中间地带残留的星际物质，就形成了‘流浪行星’。”邓洪平说，“这一理论很好地解释了为什么在密集星团中，‘流浪行星’数量多；而在稀疏星团中，‘流浪行星’数量少。”

  在密集星团，恒星的“星周盘”相遇概率高，“拔河比赛”多，“流浪行星”的产生概率高。研究团队的模拟显示，当“星周盘”以每秒2至3公里的速度、300至400个天文单位的距离擦肩而过时，“潮汐桥”的线密度超过稳定性的临界值，可同时产生多个“流浪行星”，甚至形成紧密的双星或三星系统。

  “这一机制不仅能解释‘流浪行星’的丰度和性质，还暗示它们可能代表了一类全新的天体，为理解宇宙中‘流浪行星’的形成机制提供了新的思路。”邓洪平说，“‘流浪行星’或许构成了宇宙中既非恒星、也非行星的一类天体，将帮助我们理解恒星形成和行星形成的边界。”

  目前，中国科学院上海天文台领导的系外地球巡天计划，将通过微引力透镜法高效地搜寻“流浪行星”，并针对不同星团中“流浪行星”发生率和性质展开研究，有望进一步揭示这一机制在宇宙中的普适性。

  策划：孙闻

  海报：程思琪、邓洪平

  新华社国内部、新华社上海分社联合制作