Là các hành tinh giả mạo bao giờ được sinh ra trong sự cô lập?

Tôi đang sử dụng thuật ngữ "hành tinh bất hảo" ở đây một cách lỏng lẻo có nghĩa là bất cứ thứ gì có khối lượng cấp hành tinh không quay quanh một ngôi sao. Các cuộc thảo luận phổ biến về các vật thể này luôn mô tả chúng như hình thành xung quanh một ngôi sao và sau đó bị đẩy ra bởi sự tương tác hấp dẫn với các hành tinh khác. Nhưng tôi có thể nghĩ rằng, về nguyên tắc, chúng có thể hình thành trong không gian giữa các vì sao chỉ bằng sự sụp đổ của một đám mây bụi và khí đủ nhỏ.

Tôi nhận ra rằng một đám mây nhỏ sẽ có trọng lực bản thân ít hơn và do đó sẽ mất nhiều thời gian hơn để sụp đổ [xem câu trả lời để điều chỉnh giả định này] và có nhiều khả năng bị phá vỡ bởi các lực lượng khác. Nhưng liệu một phân tích lý thuyết đã được thực hiện đối tượng khối lượng tối thiểu có thể được dự kiến ​​sẽ hình thành trong sự cô lập trong khung thời gian của vòng đời hiện tại của vũ trụ? Sẽ là một sự trùng hợp đáng ngạc nhiên về ngưỡng tối thiểu đó có cùng khối lượng với khối lượng cần thiết cho phản ứng tổng hợp hydro.

Khối lượng tối thiểu của một "hành tinh" hình thành từ một đám mây khí (định nghĩa về một hành tinh khá trơn và một số người sẽ nói đây hoàn toàn không phải là một hành tinh) không được xác định theo thời gian có sẵn. Quá trình sụp đổ diễn ra nhanh chóng - chưa đầy một triệu năm. Có một khối lượng tối thiểu, và những gì bạn đang đề cập đến là một cái gì đó được gọi là giới hạn phân mảnh .

Do đó, khối lượng tối thiểu có thể sụp đổ trong sự cô lập sẽ được đặt theo giá trị nhỏ nhất mà khối Jeans có thể đạt được khi quá trình sụp đổ diễn ra. Giới hạn phân mảnh này lần lượt được thiết lập bởi đám mây trở nên mờ đục đối với bức xạ của chính nó, xảy ra khi mật độ trở nên đủ lớn. Tại thời điểm này, đám mây không còn có thể loại bỏ hiệu quả tất cả nhiệt lượng được tạo ra bên trong nó bằng công việc được thực hiện bởi trọng lực trong việc đè bẹp nó. Nhiệt độ tăng và khối lượng Jeans ngừng giảm. Bây giờ, đám mây vẫn có thể sụp đổ, nhưng nó sẽ không vỡ thành các phần nhỏ hơn.

Giới hạn phân mảnh rất khó tính toán với bất kỳ độ chính xác nào, bởi vì nó phụ thuộc vào động lực hỗn loạn 3D của đám mây sụp đổ và cũng tùy thuộc vào việc đám mây có quay không. Nó thường được cho là nằm trong phạm vi từ một đến vài lần khối lượng của Sao Mộc (ví dụ: Whitworth & Stamatellos 2006 ). Con số này thấp hơn nhiều so với khối lượng tối thiểu đối với phản ứng tổng hợp hydro của khoảng 75 khối Jupiter hoặc phản ứng tổng hợp deuterium của khoảng 13 khối Jupiter.

Bằng chứng là những vật thể như vậy có thể tồn tại có thể được tìm thấy trong câu trả lời cho các câu hỏi liên quan Làm thế nào các hành tinh giả mạo được phát hiện? và có bằng chứng cứng nào cho thấy các hành tinh giả mạo tồn tại không?

Các nhà thiên văn học gọi loại vật thể mà bạn đang mô tả - một vật thể ngưng tụ từ một tinh vân bị cô lập nhưng quá nhỏ để trải qua phản ứng tổng hợp hydro - một sao lùn dưới màu nâu . Chúng khá khó phát hiện như bạn có thể tưởng tượng, vì chúng "tỏa sáng" chỉ bằng sức nóng của sự hình thành của chúng, rất mờ trong tia hồng ngoại (trang Wikipedia đề cập đến một số quỹ đạo của các ngôi sao khác và do đó có thể được phân loại là các hành tinh).

Giả thuyết cho rằng có giới hạn thấp hơn trên khối lượng của chúng khoảng 1 khối Sao Mộc, bởi vì các khối lượng nhỏ hơn không thể ngưng tụ từ một đám mây liên sao trong sự cô lập. Một vài ứng cử viên lùn nâu phụ đã được phát hiện và liệt kê trên trang Wikipedia được liên kết; độ không đảm bảo trong khối lượng của chúng cao (phải được suy ra từ nhiệt độ và tuổi nghi ngờ). WISE-0855 là sao lùn nâu nhỏ nhất, lạnh nhất và gần nhất trong sự cô lập quan sát được cho đến nay, ước tính khối lượng 3-10x của Sao Mộc.