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OU皇冠体育研究小组确认星系外系统中的行星质量物体

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2019年12月9日

OU皇冠体育研究小组确认星系外系统中的行星质量物体

诺曼,俄克拉荷马州。皇冠体育的一个皇冠体育研究小组报告说,继2018年首次探测到银河系之外的第二个和第三个星系中发现了银河系外的行星质量物体。以现有的观测资源,我们不可能直接探测到银河系以外的行星质量天体,也不可能测量到它的流浪行星数量。

该小组成员包括霍默·l·道奇物理与天文系副教授戴欣宇,OU艺术与科学学院,博士生Saloni Bhatiani和前博士后皇冠体育研究员Eduardo Guerras。

X-ray image of planet-mass objects in extragalactic systems

“探测行星质量的物体,无论是自由漂浮的行星还是原始黑洞,对于恒星/行星形成或早期宇宙的建模非常有价值,”戴说。“即使不分解这两个种群,我们对原始黑洞种群的限制已经比以前在这个质量范围内的限制低了几个数量级。”

皇冠体育研究小组已经确定了一种新技术,利用类星体微透镜来探测遥远星系外系统中的行星种群。通过皇冠体育研究遥远明亮的活动星系核的透镜图像光谱中的微透镜特征,他们已经能够限制这些行星质量物体相对于星系晕的比例。

该小组推测,这些不受束缚的物体要么是自由漂浮的行星,要么是原始黑洞。自由漂浮的行星在恒星/行星形成过程中被抛射或分散。太初黑洞是在宇宙早期由于量子涨落而形成的。这些结果非常重要,因为它们证实了行星质量的物体确实在星系中普遍存在。此外,首次在星系团的星系团内区域的行星质量范围内提出了限制。

对行星质量范围内的原始质量黑洞的限制比以前的限制低了几个数量级。

巴蒂亚尼说:“我们对两个新闻系统的检测结果感到非常兴奋。“我们可以持续地从遥远星系的行星质量物体中提取信号。这为天体物理学打开了一扇新的窗口。”

这项工作使用的观测数据来自美国宇航局钱德拉x射线天文台长达十年的观测。这些行星质量物体的观测证据来自于微透镜信号,这些信号出现在类星体的x射线发射线中。这些观测结果与俄勒冈州立大学教育与皇冠体育研究超级计算中心计算的微透镜模拟结果相匹配。

将皇冠体育研究小组的模型与观测到的微透镜率进行比较,使他们能够将两个星系外系统中这些行星质量物体的比例限制在总质量的0.01%左右。这项工作是Dai和Guerras之前的皇冠体育研究工作的后续,他们提供了银河系外存在自由漂浮行星的第一个间接证据。

这两个系统分别是Q J0158-4325和SDSS J1004+4112。当宇宙的年龄只有现在的一半时,能够证实星系团中存在行星质量的物体是非常不寻常的。该小组的分析证实了这些行星级天体的存在,这些天体的质量范围从木星到月球不等,位于银河系外的距离,并在这个质量范围内提供了最严格的限制。这些结果与目前对银河系内未受约束的行星质量物体的限制是一致的。皇冠体育研究结果发表在2019年11月的《天体物理学杂志》(DOI: 10.3847/1538-4357/ab46ac)上。