流浪的行星质量天体——质量介于恒星和行星之间的天体——是如何形成的？一个国际天文学家团队，包括苏黎世大学，利用先进的模拟显示这些神秘物体与年轻星团的混沌动态有关。
行星质量天体（PMOs）是宇宙流浪者：它们在太空中自由漂流，与任何恒星无关，质量小于木星的13倍。虽然在如猎户座的梯形星团等年轻星团中数量众多，但它们的起源让科学家们感到困惑。传统理论认为它们可能是失败的恒星或从其太阳系被抛出的行星。
一个国际天文学家团队在苏黎世大学（UZH）的合作下，利用先进的模拟展示这些神秘的物体可能直接来源于环绕年轻恒星的盘面之间的剧烈相互作用。“PMOs并不完全符合现有的恒星或行星类别，”来自UZH的研究通讯作者卢西奥·迈耶（Lucio Meyer）说。“我们的模拟显示它们可能是通过完全不同的过程形成的。”
盘面如何碰撞以形成PMOs
利用高分辨率的流体动力学模拟，来自苏黎世大学、香港大学、上海天文台和加利福尼亚大学圣克鲁兹分校的团队重现了两个恒星周围环盘之间的近距离相遇——这些是环绕年轻恒星的旋转气体和尘埃的环。当这些盘面接近时，它们的引力相互作用将气体拉伸并压缩成延长的“潮汐桥”。
模拟结果显示，这些桥坍缩成密集的丝状物，进一步分裂成紧凑的核心。当丝状物的质量超过稳定性的临界阈值时，它们产生质量约为10个木星的PMOs。多达14%的PMOs成对或三重形成，这解释了某些星团中PMO双星的高比例。在如梯形星团这样的密集环境中，频繁的盘面相遇能够生成数百个PMOs。
为什么PMOs是独特的
PMOs沿着恒星形成，从恒星周围盘面的外边缘继承物质。与被抛出的行星不同，PMOs与其宿主星团中的恒星同步移动。许多PMOs仍保有气体盘，表明这些流浪者周围有潜在的卫星或甚至行星形成的可能。
“这一发现部分重塑了我们对宇宙多样性的看法，”共同作者卢西奥·迈耶说。“PMOs可能代表了一类第三类物体，它们不是由恒星形成云的原料或通过行星构建过程诞生，而是源于盘面碰撞的引力混沌。”
