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前所未有的发现似乎违背了基本的天文理论

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This Webb image shows the full survey of the inner Orion Nebula and Trapezium Cluster, captured in long wavelengths of light. (NASA/ESA/CSA)CNN报道

(CNN)——来自詹姆斯·韦伯太空望远镜的新图像揭示了猎户座星云中令人惊讶的一对行星状物体,这是以前从未发现过的。

猎户座星云是一团由尘埃和气体组成的发光星云,是夜空中最明亮的星云之一,在猎户座中被称为“剑”。该星云距离地球1300光年,长期以来为天文学家提供了丰富的天体研究,包括围绕年轻恒星和褐矮星形成行星的圆盘,或者质量介于行星和恒星之间的天体。

天文学家使用韦伯的近红外相机NIRCam,以短波和长波捕捉猎户座星云的马赛克,揭示了前所未有的细节和意想不到的发现。

当天文学家Samuel G. Pearson和Mark J. McCaughrean研究猎户座星云的短波长图像时,他们放大了四边形星团,这是一个年轻的恒星形成区域,大约有100万年的历史,充满了成千上万的新星。除了恒星之外,科学家们还发现了褐矮星,它们太小,无法在其核心启动核聚变,从而成为恒星。褐矮星的质量低于太阳质量的7%。

在寻找其他低质量孤立天体的过程中,天文学家发现了一些他们从未见过的东西:一对质量在木星质量的0.6到13倍之间的类行星天体,它们似乎违背了一些基本的天文学理论。

科学家们将它们命名为木星质量双星,简称JuMBOs。

皮尔逊是位于荷兰的欧洲空间研究与技术中心的欧洲航天局研究员,他说:“虽然其中一些比木星大,但它们的大小大致相同,只是稍微大一点。”

天文学家发现了40对jumbo和两个三重星系,它们都在彼此环绕的宽轨道上运行。虽然它们成对存在,但它们通常相距约200个天文单位,或地球与太阳之间距离的200倍。这些天体绕彼此运行一周需要2万到8万年的时间。

皮尔森说,这些物体的温度从1000华氏度(537摄氏度)到2300华氏度(1260摄氏度)不等。从天文学的角度来说,这些气态天体很年轻,大约有100万年的历史。相比之下,我们的太阳系只有45.7亿年的历史。

“我们正处于太阳生命的一半,所以猎户座上的这些物体是3天大的婴儿,”欧洲航天局科学与探索高级顾问麦考林说。“它们仍然非常明亮和温暖,因为它们产生时所拥有的能量仍然允许它们发光,这就是我们首先看到这些东西的原因。”McCaughrean和Pearson根据他们使用韦伯望远镜在猎户座星云中的发现写了两篇研究论文。这些研究已经提交给学术期刊发表,初步研究结果可以在一个名为arXiv的预印本网站上找到。但关于jumbo的许多问题仍然存在,包括它们最初是如何出现的。

JuMBOs:颠覆天文学的规则

恒星是由巨大的气体和尘埃云在引力作用下坍缩而形成的。这个过程还在继续,气体和尘埃盘围绕恒星旋转,形成行星。McCaughrean说,但是目前还没有理论解释jumbo是如何形成的,或者它们为什么会出现在猎户座星云中。

例如,有些人可能认为jumbo就像流浪行星,或者像行星一样质量的物体,可以自由地在太空中运行,而不绕恒星运行。但许多流浪行星在被抛出之前都是围绕恒星运行的,很难解释成对的行星是如何在被抛出的同时保持彼此之间的引力联系的。

“几十年来,科学家们一直在研究恒星和行星形成的理论和模型,但没有人预测到我们会发现一对超低质量的物体单独漂浮在太空中——而我们已经看到了很多,”皮尔逊说。“我们从中学到的主要东西是,我们对行星形成、恒星形成或两者的理解存在根本性的错误。”

猎户座星云是天文学家最喜欢的观测目标,望远镜越大、越复杂,在星云中发现的物体就越多,麦考林说。

皮尔森在电子邮件中说:“虽然我们正在观察的物体非常微弱,但它们在红外线中是最亮的,所以你最有可能探测到它们。”“JWST是迄今为止建造的最强大的红外望远镜,这些观测结果是任何其他望远镜都无法实现的。”

皮尔森说,计划在2024年初对该星云的观测可以提供更多关于jumbo大气成分的信息。研究人员还希望揭示这些天体的更多细节,包括对它们的质量进行精确测量。

与此同时,其他针对不同恒星形成区域的研究可能会揭示jumbo是否存在于猎户座星云之外的其他地方。

“主要的问题是,‘什么?!这是怎么来的?’”皮尔森说。“这太出乎意料了,未来需要大量的观察和建模来解释它。”

The-CNN-Wire?&?2023有线新闻网,Inc.,华纳兄弟发现公司。版权所有。

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