流浪行星与棕矮星：预测 JWST 可观测的自由漂浮行星质量天体种群
地球与行星天体物理
2022-10-26 v3 星系天体物理
太阳与恒星天体物理
摘要
自由漂浮（或流浪）行星是从其宿主系统中解放（或抛射）出来的行星。尽管模拟预测它们大量存在，但直接观测质量低于约 5 MJup 的自由漂浮行星的证据仍然缺乏。JWST 的几个第一轮观测计划旨在四个不同的恒星形成团中搜寻它们。这些巡天设计对 1-15 MJup 的质量敏感（假设热启动形成），对应于这些团年龄下的早 L 到晚 T 光谱型。如果现有模拟没有严重偏差，我们在此表明，计划中的项目可能在 NGC1333 或 IC348 等中等密度团中发现多达 10-20 颗巨流浪行星，在 NGC2024 和猎户座星云团等高密度区域发现数十颗至约 100 颗。这些数字对应于团总人口的 1-5%；如果恒星在诞生时形成多颗巨行星，该数字可能显著更高。相比之下，由核坍缩（“像恒星一样”）形成的自由漂浮棕矮星数量预计明显更低，仅约为恒星数量的 0.25%，或此处所考虑团中的 1-7 颗。在 10 MJup 以下，该数量进一步下降一个数量级。我们还表明，在经过光谱确认后，计划的巡天不会面临被前景或背景场棕矮星显著污染的风险。综上所述，我们的结果意味着，如果这些 JWST 巡天中发现 L 和 T 型矮星种群，预计其将主要由流浪行星组成。
引用
@article{arxiv.2208.09465,
title = {Rogue planets and brown dwarfs: Predicting the populations of free-floating planetary mass objects observable with JWST},
author = {Aleks Scholz and Koraljka Muzic and Ray Jayawardhana and Lyra Quinlan and James Wurster},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.09465},
year = {2022}
}
备注
16 pages, 3 figures, 2 tables, accepted by PASP