利用JWST对自由漂浮行星质量天体及其盘的光谱学研究

已知自由漂浮行星质量天体（FFPMOs）在年轻时拥有盘。在此，我们利用詹姆斯·韦伯空间望远镜上的NIRSpec和MIRI仪器，展示了8个年轻FFPMO（质量为5-10 M$_\mathrm{Jup}$，年龄为1-5 Myr）的1-13 $\mu m$光谱。我们推导了这些目标的基本属性，发现光谱类型为M9.5至L4，有效温度为1600-1900 K。我们目标的光球光谱在相似温度下显示出明显的多样性，尤其是在3-5 $\mu m$范围内，这是现有大气模型无法解释的。我们在其中一个目标的光球中发现了一个硅酸盐吸收特征，这是在非常年轻的FFPMO中的首次此类探测，表明其冷大气中存在硅酸盐云。我们的六个目标显示出高于光球的中红外过量发射，以及硅酸盐发射特征，证明了盘的存在。后者的形状和强度构成了晶粒生长和结晶的有力证据，类似于在更大质量的褐矮星和恒星中观察到的情况。我们还在几个目标的盘中探测到了碳氢化合物分子的发射线。这些是迄今为止发现的质量最低的孤立天体，其盘中出现了硅酸盐和碳氢化合物发射特征。盘的存在及其特征表明，在自由漂浮行星质量天体周围有可能形成岩石伴星。