卢力媛 科技日报记者 王春
在宇宙中，存在一些神秘的“流浪行星”，它们的质量接近巨行星，却不被任何恒星所束缚，被称为流浪行星质量天体（以下简称PMOs）。这些流浪行星究竟是如何形成的？近日，由中国科学院上海天文台邓洪平研究员领导的国际合作科研团队提出了形成PMOs的全新机制，这些质量介于恒星与行星之间的神秘天体，既非传统恒星形成过程的产物，也非被驱逐的巨行星，而是通过年轻恒星的星周盘发生潮汐相互作用直接形成。
这一发现对理解星团对行星形成的影响，探索恒星形成和行星形成的边界有重要意义。相关研究成果于北京时间2月27日发表在国际学术期刊《科学进展》上。
PMOs在2000年被首次探测到，近五年内观测样本陡增。詹姆斯·韦伯太空望远镜证实PMOs广泛存在于年轻星团中。过去20多年，科学家们认为它们可能是分子云坍缩形成的极低质量恒星，或是从母恒星系统中被抛射出来的巨行星。然而，这两种理论均无法解释PMOs的丰度之多、多体系统之繁，以及其与恒星运动特征之间的一致性。
现有的恒星或行星理论无法解释PMOs的形成原因，研究团队决定转换思路。“通常科学界定义天体，是根据其性质来定义。”论文通讯作者邓洪平介绍，“独特的形成方式给了PMOs独特的性质。比如它们质量很低却喜欢成群结队；再比如，它周围有一个很大的气体盘。这是它的特质，不同于恒星和行星。”
因此，研究团队提出了早期星周盘相互作用形成PMOs的全新理论并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——PMOs。
模拟显示，这一过程在密集星团中的产生效率极高。当星周盘以每秒2—3公里的速度、300—400AU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PMOs，甚至形成紧密的双星或三星系统。此外，这些形成的PMOs周围还保留了延展的气体盘，这与观测结果高度吻合，进一步验证了该理论的可靠性。
据了解，目前PMOs的观测样本正在迅速增长，中国科学院上海天文台领导的系外地球巡天计划能通过微引力透镜法高效地搜寻流浪行星，针对不同星团中PMO发生率和性质的研究，将进一步揭示这一机制在宇宙中的普适性。
