若い星団における惑星質量の放浪天体形成メカニズムを解明 (New Study Reveals How Rogue Planetary-Mass Objects Form in Young Star Clusters)

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2025-02-27 中国科学院 (CAS)

中国科学院上海天文台のDENG Hongping博士率いる国際研究チームは、自由浮遊型の惑星質量天体(PMOs)が若い星団内の星周円盤同士の衝突によって形成されることを高解像度シミュレーションで明らかにしました。この研究は『Science Advances』に掲載されました。PMOsは恒星にも惑星にも属さない天体で、従来の形成理論ではその多さや二重星の頻度を説明できませんでした。研究では、円盤が2~3km/sの速度で衝突し、「潮汐ブリッジ」と呼ばれるガスの構造が形成されることでPMOsが誕生することを示しました。これによりPMOsは星団内の恒星と同期して運動し、金属量の少ない組成を持つ可能性が指摘されています。今後、化学組成や円盤構造の解析が進められる予定です。

<関連情報>

恒星系円盤との遭遇による自由浮遊惑星質量天体の形成 Formation of free-floating planetary mass objects via circumstellar disk encounters

Zhihao Fu, Hongping Deng, Douglas N. C. Lin, and Lucio Mayer
Science Advances  Published:26 Feb 2025

若い星団における惑星質量の放浪天体形成メカニズムを解明 (New Study Reveals How Rogue Planetary-Mass Objects Form in Young Star Clusters)

Abstract

The origin of planetary mass objects (PMOs) wandering in young star clusters remains enigmatic, especially when they come in pairs. They could represent the lowest-mass object formed via molecular cloud collapse or high-mass planets ejected from their host stars. However, neither theory fully accounts for their abundance and multiplicity. Here, we show via hydrodynamic simulations that free-floating PMOs have a unique formation channel via the fragmentation of tidal bridges between encountering circumstellar disks. This process can be highly productive in dense clusters like Trapezium forming metal-poor PMOs with disks. Free-floating multiple PMOs also naturally emerge when neighboring PMOs are caught by their mutual gravity. PMOs may thus form a distinct population that is fundamentally different from stars and planets.

1701物理及び化学
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