Rogue planets and brown dwarfs: Predicting the populations of free-floating planetary mass objects observable with JWST
自由浮动（或流氓）行星是从其宿主系统解放（或弹出）的行星。虽然模拟预测它们的存在数量可观，但仍然缺乏质量低于5兆焦耳的自由漂浮行星的直接观测证据。JWST的几个第一周期观测计划旨在在四个不同的恒星形成星团中寻找它们。这些巡天观测被设计成对1-15兆焦耳的质量敏感（假设是热启动形成的），这对应于这些星团年龄的早期L到晚期T的光谱型。如果现有的模拟没有偏离目标，我们在这里表明，计划中的计划可能会在中等密度的星系团中发现多达10-20颗巨型流氓行星，如NGC 1333或IC 348，在高密度区域中发现几十到100颗，如NGC 2024和猎户座星云星团。这些数字相当于星团总人口的1-5%;如果恒星在出生时形成多个巨行星，它们可能会更高。相比之下，由核心坍缩形成的自由漂浮的棕矮星（“类恒星”）的数量预计要少得多，只有恒星数量的0.25%，或者这里考虑的星团的1-7。低于10兆焦耳，这个数字进一步下降了一个数量级。我们还表明，计划中的调查是没有被显着污染的风险，在前景或背景的领域褐矮星，光谱确认后。综上所述，我们的结果意味着，如果在这些JWST调查中发现了L和T矮星的人口，预计它将主要由流氓行星组成。
2022-09-23 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Tilted circumbinary planetary systems as efficient progenitors of free-floating planets
本研究发现，围绕倾斜双星系统的行星由于行星-双星和行星-行星相互作用易被抛射，从而高效形成自由漂浮行星，并预测低质量自由漂浮行星数量应多于高质。
2023-10-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Survivor bias: divergent fates of the Solar System's ejected vs. persisting planetesimals
太阳系的轨道结构被认为是由巨行星之间的动力学不稳定性所塑造的。在不稳定期间，一个由微行星组成的原始外盘不稳定，并最终在行星交叉轨道上结束。大多数微行星被弹射到星际空间，但一小部分被困在柯伊伯带和奥尔特云的稳定轨道上。我们使用一套N体模拟来绘制出星子的动力学路径的多样性。我们专注于两个过程：与巨行星非常近距离接触造成的潮汐干扰，以及多次接近太阳造成的表面挥发物损失。我们发现，潮汐破裂的速度是一个以上的因素，两个高出柯伊伯带或奥尔特云的幸存对象的弹出星子。被抛出的微行星优先受到木星的干扰，而幸存的微行星则受到海王星的干扰。考虑到气体巨星在冷却时会显著收缩，而冰巨星则不会，考虑到巨行星的热演化会降低喷出星子的破坏率。被抛出的星子的挥发性损失和灭绝的频率远远高于幸存的星子，并且不受巨行星收缩的影响。即使所有的星际天体都是从类太阳系系统中被抛射出来的，我们的分析表明，由于它们不同的动力学历史，它们的物理性质应该比太阳系小天体更加多样化。这与目前已知的两个星际物体的特征一致。
2020-10-28 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.geo-ph
Floating binary planets from ejections during close stellar encounters
本文通过少体模拟提出木星质量双天体可由近距离恒星交会时近直线排列的双巨行星被抛射形成，并估算了其形成率及环境依赖性，为巨行星形成理论提供约束。
2024-05-02 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
On the properties of free floating planets originating in circumbinary planetary systems
本研究探讨了环双星系统中自由漂浮行星的形成与抛射机制，发现双星抛射与行星相互作用抛射在速度分布上存在显著差异，且大质量行星频率与束缚行星相似，为观测区分形成路径提供了理论预测。
2024-03-27 astro-ph.EP astro-ph.GA
Capture of the free-floating planets and primordial black holes into protostellar clouds
本文研究自由漂浮行星和原初黑洞被坍缩原恒星云捕获的概率，发现考虑云团坍缩可使行星捕获概率提高70%，并能解释太阳系假想第九行星的宽幅倾斜轨道，而原初黑洞的捕获概率极低。
2023-03-09 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Free-floating or wide-orbit? Keck adaptive-optics observations of free-floating planet candidates detected with gravitational microlensing
本研究通过凯克望远镜高分辨率成像观测五个微引力透镜自由漂浮行星候选体，未发现宿主恒星，排除11%-36%潜在宿主，并指出需JWST深观测以确认其真实性质。
2023-12-19 astro-ph.EP astro-ph.GA
Implications of the discovery of AF Lep b: The mass-luminosity relation for planets in the $β$ Pic Moving Group and the L-T transition for young companions and free-floating planets
基于 AF Lep b 的发现，本研究重新审视了 BPMG 中年轻行星的质量-光度关系，发现热启动模型更符合观测，并指出年轻伴星与自由漂浮行星在近红外颜色-星等图上的 L-T 转变差异可能源于化学成分不同。
2024-02-14 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Microlensing due to free-floating moon-planet systems
引力微透镜是探测和表征自由漂浮行星质量天体（FFP）的一种有效方法。FFP可能有外卫星旋转它们。在这项工作中，我们研究了实现这些系统的概率（即，自由浮动的月球行星）通过微透镜观测。这些系统使大多数密切焦散配置具有相当大的有限源效应。我们研究由于自由浮动的月球-行星系统的有限源微透镜光变曲线。我们的结论是，交叉行星焦散线会导致光变曲线的翼部出现一个广泛的额外峰值，只有当源星没有穿过中央焦散线时，光变曲线的宽度才会改变。如果源轨道垂直于月-行星轴，则月致扰动相对于放大率峰值具有对称形状，并且其光变曲线类似于具有较高有限源效应的单透镜光变曲线。我们评估了\wfirst ~效率实现月球引起的扰动，这是$\left[0.002-0.094\right]\%$通过假设一个对数均匀分布的月球-行星质量比的范围内$\in\left[-9,~-2\right]$。最高的检测效率（即，$\simeq 0.094\%$）发生在土星质量的行星，当月球与行星的距离是$\sim 43 R_{\rm p}$时，其中$R_{\rm p}$是土星半径。行星质量的增加延长了事件的时间尺度，并降低了有限源效应，但它减少了以爱因斯坦半径$s(R_{\rm E})$归一化的投影月球-行星距离，这反过来又减少了行星焦散的大小，并使它们远离主行星的位置。
2023-02-10 astro-ph.EP astro-ph.GA
KMT-2024-BLG-0816/OGLE-2024-BLG-0519 -- A Microlensing Event with Candidate Free-Floating Planet Lens and Blended Light
University of Warsaw（华沙大学）；Korea Astronomy and Space Science Institute（韩国天文学与空间科学研究所）；Westlake University（西湖大学）；University of Canterbury（坎特伯雷大学）；Max-Planck-Institute for Astronomy（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Chungbuk National University（忠北国立大学）；National University of Science and Technology (UST)（国立科学技术大学）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
该研究发现了一个自由漂浮行星微透镜事件，展示了有限源效应和混合光，并探讨了如何通过后续观测确定混合光的来源。
2026-01-01 astro-ph.EP astro-ph.GA
Prospects for Reconstructing the Free-floating Planet Mass Function at the Population Level with the Nancy Grace Roman Space Telescope
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；The Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；NASA Jet Propulsion Laboratory（美国宇航局喷气推进实验室）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Louisiana State University（路易斯安那州立大学）；Space Science Institute（空间科学研究所）
本研究探讨利用南希·格蕾丝·罗曼空间望远镜的银核时域巡天数据，通过种群层面统计推断重建自由漂浮行星质量分布的前景，可在低质量范围提升丰度估计精度并区分不同质量分布假设。
2026-07-30 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
The Final State of the Thermal Evolution of Free-Floating Giant Planet
本文讨论了冷巨行星内部超导态金属氢的存在问题。我们证明了{ \it cold}行星代表了自由漂浮巨行星热演化的最终状态。
2011-09-06 astro-ph.EP
Free-floating planetary mass objects in LDN 1495 from Euclid Early Release Observations
利用Euclid早期发布观测结合20余年地基数据，在LDN 1495中识别出15个褐矮星和自由漂浮行星质量天体候选体，其中9个为新发现，质量可能低至1~2 MJup，为约束亚恒星形成机制提供新线索。
2025-03-19 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Contribution of White Dwarf Formation Kicks to the Free-Floating Planet Population
Vanderbilt University（范德堡大学）
探讨白矮星形成反冲对自由漂浮行星的影响，研究发现它虽直接使约1%行星脱离，但在约40%长周期多行星系统中引发动力学不稳定，可能使约一半系统产生行星喷射和自由漂浮行星，还会使其加热，形成可观测的子种群。
2026-10-08 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Free Floating or Merely Detached?
本研究通过数值模拟不稳定多行星系统，探讨行星-行星散射作为自由漂浮行星起源的机制，发现散射弹射过程缓慢且常使行星进入数百AU的受保护轨道，估计约半数报告的“自由漂浮”海王星实为“分离”行星。
2025-07-11 astro-ph.EP astro-ph.GA
Planet-Planet Scattering Alone Cannot Explain the Free-Floating Planet Population
最近的引力微透镜观测预测了大量自由漂浮的巨行星，其数量几乎是主序星的两倍。一个经常被援引的产生这种人口的机制是动力学不稳定性，它会激发行星之间的散射，以及在孤立的主序星行星系中一个或多个行星的弹射。在这里，我们证明了这个过程本身可能不能代表这些银河系流浪者的唯一来源。通过使用直接的定量参数和N体模拟，我们认为，观测到的系外行星的数量超过了每个系统从散射中喷出的行星的合理数量。因此，必须考虑其他可能的自由漂浮物来源，例如星团中的行星剥离和主序星后的抛射。
2012-01-10 astro-ph.EP
Discovery of Cold Brown Dwarfs or Free-Floating Giant Planets Close to the Sun
本白皮书描述了发现具有300K大气压的质量为1000的天体的机会。发现和描述这种冷物体的特性对于理解初始质量函数的低质量终点和优化下一代大型望远镜、空间探测器和空间飞行任务对系外行星的研究至关重要。
2019-03-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Simulation of images of protoplanetary disks after collision with free-floating planets
本文通过有限体积法模拟原行星盘与行星碰撞后的气体动力学过程，构建红外和亚毫米波段图像，发现顺行和逆行碰撞分别产生两条和一条旋臂，并伴随盘面扭曲和气体尾迹。
2025-06-30 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Predicting the Galactic population of free-floating planets from realistic initial conditions
基于真实初始条件，通过模拟多种形成路径预测银河系自由漂浮行星的质量分布，发现双星相互作用主导地球以上质量，行星散射主导火星以下质量，并指出现有亚地球质量外推可能高估丰度。
2025-01-22 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
A theoretical calculation of microlensing signatures caused by free-floating planets towards the Galactic bulge
自由浮动的行星最近引起了科学界的特别兴趣。引力微透镜是迄今为止研究自由漂浮行星的唯一方法，包括它们的空间分布函数和质量函数。在这项工作中，我们研究的可能性，未来的欧几里得空间为基础的天文台可能允许发现大量的微透镜事件所造成的自由浮动的行星。基于最新的结果，自由浮动的行星质量函数的质量范围$[10^{-5}, 10^{-2}]M_{\odot}$，我们计算的光学深度对银河系的隆起，以及预期的微透镜率，并发现欧几里得可能能够检测到数百至数千个这样的事件，每个月。利用一个合成的人口，我们还调查了视差效应的可能性，在模拟的微透镜事件，由于自由浮动的行星，发现一个显着的视差检测效率，原来是30%左右。
2014-10-15 astro-ph.EP
Probabilities of collisions of bodies ejected from forming Earth with the terrestrial planets
本研究计算了从形成中的地球抛射出的天体与类地行星碰撞的概率，发现其依赖抛射速度、角度和位置，并表明地球抛射物质可能输送到其他行星，支持地球与金星上层物质相似。
2024-11-06 astro-ph.EP
Free-floating Planets Produced by Planet-Planet Scatterings: Ejection Velocity and Survival Rate of Their Moons
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao-Tong University（上海交大李政道研究所）；Center for Astrophysics and Planetary Science, Department of Astronomy, Cornell University（康奈尔大学天文学系天文与行星科学中心）
研究通过行星散射机制探讨游离行星及其卫星的逃逸速度和生存率，分析逃逸条件及影响因素。
2026-02-07 astro-ph.EP astro-ph.GA
Dynamical Instability of Multi-planet Systems and Free-floating Planets
本研究通过数值模拟多行星系统，发现冷木星会显著增加超级地球因近距离遭遇而被抛射的概率，从而成为自由漂浮行星的潜在来源。
2025-07-28 astro-ph.EP astro-ph.GA
Capture of free-floating planets by stellar systems
有证据表明，系外行星的轨道与主恒星的自转方向不一致，这可能表明并非所有的束缚行星都诞生于它们当前行星系的原行星盘中。观察表明，自由漂浮的木星质量物体可以超过我们银河系中恒星的数量，这意味着捕获场景可能并不那么罕见。为了解决这个问题，我们构建了一个三维模拟的三体散射之间的一个自由浮动的行星和一个恒星伴随着一个质量为1000亿的束缚行星。我们区分了三种不同的散射结果，其中自由漂浮的行星可能会被捕获后，与二进制的相互作用，保持不受约束，或“踢出”绑定的行星，并取代它。模拟进行了不同质量的自由漂浮的行星和恒星，以及不同的碰撞参量，倾角和接近速度。结果统计被用来构建一个解析近似的截面捕捉一个自由浮动的行星，通过拟合他们的依赖于测试变量。解析近似的截面被用来预测这些类型的对象的捕获率，并估计约1\%的所有恒星预计将经历一个临时捕获的自由浮动的行星在其一生中。最后，我们提出了额外的物理过程，可能会增加捕获统计，其贡献应考虑在未来的模拟。
2017-05-29 astro-ph.EP
Disc fragmentation. II. Ejection of low mass Free Floating Planets from growing binary systems
University of Leicester（莱斯特大学）；IRAP, Université de Toulouse, CNRS, Université Paul Sabatier, CNES（法国图卢兹大学/国家科学研究中心/保罗·萨巴蒂尔大学）；University of Warwick（华威大学）；University of Zurich（苏黎世大学）
本文提出，盘碎片化过程可解释从成长中的双星系统中抛出大量低质量自由漂浮行星，并通过模拟验证了高抛出效率。
2026-01-07 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Survivability of Moon Systems Around Ejected Gas Giants
我们研究的影响，行星遇到了喷出的气体巨行星的月球系统。我们进行了一套数值模拟的行星系包含三个小行星质量的行星（最里面的行星在3天文单位）的点，行星从系统中弹出。被抛出的行星有一个由100颗试验粒子卫星组成的初始系统。我们确定的生存概率的卫星在不同的距离，从他们的主行星，测量的最终分布的轨道要素，检查共振配置的稳定性，并表征的属性，从行星剥离的卫星。我们发现，卫星很可能在半长轴超过200行星半径（在我们的情况下为0.1天文单位）的轨道上生存。幸存卫星的轨道倾角和偏心率分布广泛，包括近双曲线轨道和逆行轨道。我们发现，在两体和三体平均运动共振的卫星的很大一部分也幸存下来的共振完好的行星弹射。月球与行星的相互作用，特别是在存在平均运动共振的情况下，可以通过潮汐弯曲使卫星内部熔融数十亿年，就像在太阳系的气体巨行星的卫星中看到的那样。考虑到生命可能存在于伽利略卫星欧罗巴的地下海洋中，这些结果对流浪行星的卫星上的生命有影响-这些行星在银河系中漂移，没有宿主恒星。
2018-09-15 astro-ph.EP
Tidal disruption of planetary bodies by white dwarfs II: Debris disc structure and ejected interstellar asteroids
我们利用一种新的混合方法来模拟长期的，多轨道盘的形成，通过潮汐破坏的岩石体的白矮星，在高分辨率和现实的半长轴。我们进行了最大的模拟矮行星和类地行星，跨越四个数量级的质量，各种近心点距离和半长轴之间的3 AU和150 AU。这种大的相空间的潮汐中断的条件下，还没有访问通过使用以前的代码。我们分析的统计和结构特性的新兴碎片盘，以及喷射的未绑定碎片有助于人口的星际小行星。与以往的潮汐破裂的小行星，形成环状结构的原始轨道上的研究，我们发现，较大的机构的潮汐破裂通常形成分散的结构交错的椭圆形偏心环上较紧的轨道。我们的特点（通常是幂律）的大小分布的喷射星际机构，以及它们的组成，旋转速度和喷射速度。我们发现它们对潮汐扰动的深度（碰撞参量）很敏感。最后，我们简要地讨论了我们的结果在解释塔比星的特殊变化，ZTF J0139+5245的凌日事件的起源和SDSS J1228+1040周围的行星核的形成的可能影响。
2020-01-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Measurement of the Free-Floating Planet Mass Function with Simultaneous Euclid and WFIRST Microlensing Parallax Observations
自由漂浮的行星是行星系剧烈动力学重组的残余。即使是我们自己的太阳系，也有可能在其演化的早期就喷射出一颗大行星。WFIRST将有能力探测大范围质量的自由漂浮行星，但它无法直接测量它们的质量。微透镜视差观测可用于测量孤立物体的质量，包括自由浮动的行星，通过从两个位置观察它们的微透镜事件。WFIRST和Euclid之间的L2间隔足够大，可以进行微透镜视差测量，特别是考虑到这两个航天器都能够在宽范围内进行精密的光度测量。在本白皮书中，我们描述了如何在观测时间上进行适度的投资，就可以为WFIRST的束缚和自由浮动行星产生数百个视差测量。我们还描述了如何短观测活动的前兆观测欧几里德可以提高WFIRST的约束行星和宿主恒星质量的测量。
2019-03-19 astro-ph.EP
On the origin of planetary-mass objects in NGC1333
本研究结合 NGC1333 的天体空间分布与 N-body 模拟，证明低质量亚恒星天体更可能通过云核引力坍缩碎裂形成，而非被抛射的行星。
2023-08-02 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Formation of Free-Floating Planets via Ejection: Population Synthesis with a Realistic IMF and Comparison to Microlensing Observations
本研究基于 Monte Carlo 族群合成与 N-body 模拟，探讨了自由漂浮行星（FFPs）经行星散射弹射的形成机制，发现预测质量函数与微透镜观测大致吻合，并预测每颗恒星约含1.20颗弹射行星。
2025-11-05 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
A Robust Launching Mechanism for Freely-Floating Planets from Host Stars with Close-in Planets
Beijing Planetarium（北京天文馆）；Westlake University（西湖大学）；Tsinghua University（清华大学）；University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）
研究探讨了二星系和远距离大质量行星的 secular perturbations 如何驱动冷行星进入接近抛物线轨道，从而释放部分自由漂浮行星，并影响近邻行星的轨道和动态演化。
2026-04-21 astro-ph.EP
The JWST/NIRISS Deep Spectroscopic Survey for Young Brown Dwarfs and Free-Floating Planets
本研究利用JWST/NIRISS对年轻星团NGC1333进行深度光谱巡天，发现了6个5-15 MJup的自由漂浮行星质量候选体，其中约5 MJup的候选体可能拥有星盘，表明该星团中此类天体比例远超预期。
2024-09-26 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Interaction of free-floating planets with a star-planet pair
最近发现的自由漂浮的行星和它们作为天体的理论解释，要么是独立凝聚的，要么是从紧密的星团中的母星喷出的，引入了一种有趣的可能性。也就是说，一些系外行星不是从它们的母恒星的原行星盘凝聚而成的。在这个新奇的场景中，一颗自由漂浮的行星与一个已经存在的行星系相互作用，在一个紧密的星团中产生，并被捕获为一颗新行星。在目前的工作中，我们研究这种相互作用的过程中，通过整合的轨迹行星大小的机构，遇到一个双星系统组成的一个行星大小的行星围绕太阳一样的恒星旋转。为了简化问题，我们假设共面轨道的约束和自由浮动的行星和一个最初的抛物线轨道的自由浮动的行星。通过计算的不确定性指数，一个量，衡量系统的最终状态的依赖性的初始条件的微小变化，我们表明，相互作用的过程是一个分形经典散射。不确定性指数在（0.2-0.3）范围内，并且是时间的递减函数。这样，我们就可以看到，我们为解决这一问题而采用的统计方法是合理的。这种相互作用的最终可能结果只有四种，即飞越，行星交换，捕获或破坏。我们给出了每个结果的概率，作为进入行星质量的函数。我们发现，交换或捕获的概率（在逆行轨道以及逆行轨道和很长一段时间）是不可忽略的，这一事实可能解释未来可能观测到的行星系的轨道是逆行或紧密和高度偏心。
2012-07-17 astro-ph.EP
Disc fragmentation. I. Ejection of Jupiter-mass Free Floating Planets from growing binary systems
研究通过盘碎裂机制解释木星质量自由漂浮行星的形成与抛出，指出其比核心吸积机制更早形成、以更低速度被抛出，并可能保留行星周围盘。
2025-11-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Free-Floating Planets, Survivor Planets, Captured Planets and Binary Planets from Stellar Flybys
本研究通过数值实验系统研究了恒星飞掠对双行星系统的影响，计算了自由漂浮行星、幸存行星、捕获行星和双行星的形成比例与速率，发现双行星形成率极低，并给出了相关分布，为未来奇异行星研究提供了基础。
2024-07-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Searching for Free-Floating Planets with TESS: A Few Words of Clarification
本文针对 TESS 第 61 扇区自由漂浮行星初步搜索结果补充背景并澄清表述，以避免读者误解原稿信息。
2024-05-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
Double trouble: Gaia reveals (proto)-planetary systems that may experience more than one dense star-forming environment
行星系统似乎是在年轻恒星形成区域内的年轻恒星周围同时形成的。在这些环境中，生存的机会，以及这些系统的长期演化，受到诸如与其他恒星的动力学相互作用和大质量恒星的光蒸发等因素的影响。这些相互作用也可能导致年轻恒星从它们的出生区域被弹射出来，成为失控的恒星。我们目前的例子，这样的逃逸恒星在猎户座星云团（ONC）附近发现盖亚DR2数据保留他们的光盘在弹射过程中。一旦踏上它们的轨道，这些逃逸者通常不会遇到任何其他可能危及其圆盘或年轻行星系统生存的致密区域。然而，我们表明，这是可能的星盘系统，大概是从一个致密的恒星形成区，遇到第二个致密的区域，在我们的情况下，ONC。虽然在第二个区域中被抛出的星盘系统的相互作用不太可能与它们的诞生区域相同，但第二次相遇将增加盘或行星系统受到恶性外部影响的风险。
2020-12-17 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Presence of liquid water during the evolution of exomoons orbiting ejected free-floating planets
本研究通过动力学模拟探究绕被抛射自由流浪行星运行的系外卫星的潮汐演化，发现近轨道、地球质量且以CO₂为主的大气卫星可依靠潮汐加热和浓厚大气维持液态水，宜居时长随表面压力升高可达数亿年。
2023-02-09 astro-ph.EP
Free-floating planets: a viable option for panspermia
基因组的复杂性可以被用作一个时钟，可以用来测量生命起源的时刻。一些研究过这个问题的作者得出结论，地球上的生命不可能起源于这里，事实上，生命起源于十亿年前，在太阳系存在之前。如果我们接受这个结论，除了承认胚种说是可行的之外，我们别无选择。本研究的目的是提出一个可行的假设，说明SLF从一个行星系迁移到另一个行星系。在一个行星系的形成时期，巨行星可以喷射出地球大小的行星，或者更大，使它们成为星际空间中自由漂浮的行星。这些自由漂浮的行星也被称为自由漂浮物。如果一个已经发展出生命的自由漂浮物进入一个没有生命的行星系，它可以通过恒星风从一个行星拖到另一个行星或通过对自由行星的巨大影响来播种这个系统的世界。为了支持这一假设，我计算了一个自由漂浮物到达一个行星系行星带的概率，并计算了它在行星带内停留的时间，以确定是否有足够的时间来播种宿主系统。在太阳区域内的星系中，一个自由漂浮物进入一个系统行星带的概率是2.8 × 10 -4，即，{ \sim } 1万颗自由行星中的3颗设法进入了某个行星系。在距太阳的银河系中心距离上，我计算出有21,495个自由漂浮物漂浮在银河系中心周围。因此，6个自由浮动的行星设法进入行星系的每一个星系旋转。由于银河系自形成以来已经旋转了54次，因此，{ \sim } 324个自由漂浮物已经进入了太阳银河系中心距离的某些行星系。
2010-10-13 astro-ph.EP
Microlensing Constraints on the Stellar and Planetary Mass Functions
本研究比较微透镜测得的恒星与行星质量函数，利用μFFP约束自由漂浮及宽轨道行星族群，并讨论其与视向速度、直接成像和原行星盘观测的联系。
2025-03-14 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Evaporation before disruption: comparing timescales for Jovian planets in star-forming regions
模拟显示，在密集的恒星形成区，行星的轨道很容易被打乱;行星可以在恒星之间交换，成为自由漂浮的，然后被其他恒星捕获。然而，致密的恒星形成区域也往往是人口稠密的，包含发射光电离辐射的大质量恒星，这可以蒸发原行星盘中的气体。我们分析了包含木星质量行星的恒星形成区域的N体模拟，并确定了它们的轨道被改变的时间，它们变得自由浮动的时间，以及它们被偷走或捕获的时间。同时，我们进行计算的演化的原行星盘暴露于FUV辐射场的大质量恒星在相同的恒星形成区域。在几乎一半（44%）被破坏的行星系中-无论是改变，捕获，被盗还是自由浮动，我们发现原行星盘的半径向内发展，或者盘中的气体完全蒸发，在行星轨道被破坏之前。这意味着在密集的恒星形成区域被破坏的行星更有可能是超级地球或迷你海王星，因为木星质量的行星由于光蒸发的质量损失而无法形成。此外，最近在紧密堆积的类地行星周围发现的遥远的木星质量行星反对它们在人口稠密的恒星形成区域形成，因为光蒸发会阻止气体巨行星形成在几个天文单位的距离。
2022-09-27 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Microlensing by Kuiper, Oort, and Free-Floating Planets
微透镜通常被认为只能探测几个爱因斯坦半径范围内的行星系。由超过10个爱因斯坦半径的束缚行星产生的微透镜事件通常不会产生任何其宿主的痕迹，因此将被归类为自由浮动行星（FFP）。我表明，它已经是可能的，使用自适应光学（AO），以限制存在的潜在主机FFP候选人在分离可比的奥尔特云。使用下一代望远镜，可以探测柯伊伯带分离的行星。下一代望远镜还将允许对所有FFP候选者进行例行审查，只需在事件发生后4-8年获得第二个纪元。目前，寻找这样的主机被限制在“混淆限制”的θ_confus ~ 250 mas，但未来的WFIRST观测将允许一个探测超出这个混淆限制。
2016-03-11 astro-ph.EP
A rich population of free-floating planets in the Upper Scorpius young stellar association
自由浮动行星（FFP）的性质和起源仍然在很大程度上不受约束，因为缺乏大的均匀样本，以便对其属性进行统计分析。到目前为止，大多数FFP都是使用间接方法发现的;微透镜调查已经证明特别成功地探测到这些物体，直到几个地球质量。然而，微透镜事件的短暂性质阻止了任何后续观察和个体表征。一些研究已经在年轻的星团和银河系中发现了FFP，但它们的样本很小，或者在年龄和起源上是异质的。在这里，我们报告发现70和170之间的FFP（取决于假设的年龄）在该地区包括上天蝎座和蛇夫座，最近的年轻OB协会的太阳。我们发现，与核心坍塌模型预测相比，FFP的过剩高达7倍，这表明其他形成机制可能在起作用。我们估计，从行星系的喷射可能有一个贡献的核心崩溃的FFP的形成。因此，在一个巨大的系外行星系统中，由于动力学不稳定性引起的抛射在系统生命的前1000万年内一定是频繁的。
2021-12-22 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Implications of the interstellar object 1I/'Oumuamua for planetary dynamics and planetesimal formation
“Oumuamua，第一个真正的星际小行星，被发现通过我们的太阳系的双曲线轨道。这个物体很可能是在与气体巨行星进行了一系列近距离接触后，从太阳系外的行星系中动态弹射出来的。为了解释'Oumuamua'的发现，简单的论证表明，每太阳质量的银河系恒星喷射出约1个地球质量的星子。然而，该值假设单一大小的星子。如果星子的质量分布是头重脚轻的，那么星际星子的推断质量会增加到一个令人难以置信的高值。如果有一小部分（约0.1-1%）的微行星在抛射成“Oumuamua”大小的碎片的过程中被潮汐破坏，那么对微行星质量函数的理论预期和对“Oumuamua”的观测之间的紧张关系就可以得到缓解。使用一个大的套件的模拟巨行星动力学，包括微行星，我们确认，0.1-1%的微行星通过潮汐破裂半径的气体巨星在其路径上的喷射。因此，Oumuamua可能代表了一个被破坏的星子的幸存片段。最后，我们认为，一个小行星的组成是动态不利的'Oumuamua，作为小行星的微行星都不太丰富，并在较低的效率比彗星微行星弹射。
2018-02-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the origin of planets at very wide orbits from the re-capture of free floating planets
近年来，人们发现了几颗围绕其主星的宽轨道（>100天文单位）行星。理论研究在解释其形成和起源时遇到困难。在这里，我们提出了一种新的方案，通过动态重新捕获分散的星团中的自由浮动行星（FFP），在这样的轨道上产生行星系。这一过程是最近提出的宽双星形成设想的自然延伸。我们使用N体模拟的分散集群与10-1000颗恒星和可比数量的FFP研究这个过程。我们发现，行星被捕获到典型的~100-10^6 AU范围内的宽轨道上，并且具有广泛的偏心率（热分布）。一般来说，有3-6 x（f_FFP/1）%的恒星会捕获具有这种性质的行星伴星（其中f_FFP是每颗恒星的FFP数量）。行星捕获效率与捕获形成的双星相当，并显示出类似的依赖于集群的大小和结构。它几乎与特定的行星质量无关;任何质量的行星以及亚恒星伴星都可以被捕获。捕获效率随团簇大小的增加而降低，并且对于给定的团簇大小，它随宿主/原生质量的增加而增加。可以捕获一个以上的行星围绕同一个主机，行星可以被捕获到双星系统。行星也可以被捕获到预先存在的行星中，并进入黑洞和大质量白矮星的轨道，如果这些行星在星团分散之前足够早地形成的话。特别地，恒星黑洞由于其大质量而具有高捕获效率（对于捕获恒星和行星伴星，分别> 50%和5-10 x（f_FFP/1）%）。最后，虽然罕见，两个FFP或褐矮星可以结合在一起，形成一个没有恒星宿主的FFP双星系统。
2012-03-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Masses for Free-Floating Planets and Dwarf Planets
自由浮动行星（FFP）的质量和距离函数将为行星系的形成和演化提供重要的见解，包括圆盘和凸起之间的任何系统差异。我们表明，唯一的方法来测量的质量和距离的个别FFP在一个广泛的距离范围是同时观察他们从两个观测站分开的$D\sim {\cal O}(0.01\,AU)$（测量他们的微透镜视差$π_{\rm E}$）和集中在有限源点透镜（FSPL）事件（产生爱因斯坦半径$θ_{\rm E}$）。通过将现有的KMTNet 3望远镜天文台与L2的0.3米$4\,{\rm deg}^2$望远镜相结合，可以在四年内进行130次这样的测量，对于凸起的FFP，可以降低到大约$M\sim 6\,M_\oplus$，对于盘状FFP，可以降低到$M\sim 0.7\,M_\oplus$。同样的实验将返回许多束缚行星系的质量和距离。一个更雄心勃勃的实验，有两个0.5米的卫星（一个在L2，另一个更接近地球）和类似的相机布局，但在红外线，可以测量质量和距离的月球质量物体，从而探测（和区分）真正的月球下的FFP和月球下的“矮行星”在exo-Kuiper带和exo-奥尔特云。
2020-12-07 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Microlens Terrestrial Parallax Mass Measurements: A Rare Probe of Isolated Brown Dwarfs and Free-Floating Planets
地球微透镜视差是为数不多的可以测量孤立的黑暗低质量物体的质量和数密度的方法之一，例如古老的自由浮动行星和棕矮星。只要从两个或多个分离良好的地点观察到微透镜事件基本上不同，就可以测量地球微透镜视差。如果透镜在事件期间也经过源，则可以测量其质量。我们推导出一个解析表达式的预期率，这样的事件，然后使用这个推导出两个重要的结论。首先，该速率与给定种群的数量密度成正比，相对于它们对一般微透镜化速率的贡献，大大有利于低质量种群，其进一步按sqrt{M}缩放，其中M是晶状体质量。第二，当探测较小的源星时，凌日率急剧上升，尽管凌日的概率直接随源星的大小而下降。我们建议修改目前的观察策略，可以产生一个因素100增加这些罕见事件的敏感性。
2012-12-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Probability of simultaneous parallax detection for free-floating planet microlensing events near Galactic Centre
通过对Euclid、WFIRST和LSST同时视差观测的模拟，确定了自由浮动行星（FFP）微透镜事件的事件率和质量估计效率。从贝桑松银河系模型到$(l, b)=(1^{\circ},-1.^{\circ}75)$的恒星星族被应用到我们的3D微透镜模型中，并对以下每种FFP透镜质量模拟了30，000个视差观测：彗星质量，海王星质量和地球质量，假设每颗恒星有一个FFP。模拟了星际尘埃、未分辨的恒星背景、邻近恒星的混合。考虑有限源效应的信噪比限制决定了事件的可探测性。欧几里德-WFIRST组合产生30.7千万亿质量FFPs在两个30天期间，每年的视差观测。对于地球质量的行星，视差事件率降低到3.9 FFP。从视差光曲线的质量估计允许FFP质量的恢复到20-26%的情况下的2倍内。欧几里德-LSST的组合产生了34.5个彗星质量的FFP，在同一时期下降到0.5个地球质量的FFP，在20-40%的情况下，质量恢复到2倍以内。事件率将通过未知FFP丰度进行归一化，以恢复预期检测的数量。
2020-03-10 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
A free-floating or wide-orbit planet in the microlensing event OGLE-2019-BLG-0551
微透镜巡天对银河系隆起的高节奏观测导致了少数极短时间尺度的微透镜事件的发现，这些事件可以归因于自由浮动或宽轨道行星。在这里，我们报告了另一个强大的自由浮动行星候选者的发现，这是从引力微透镜事件OGLE-2019-BLG-0551的分析中发现的。该事件的光变曲线的特征是持续时间很短（<3天），振幅很小（< 0.1等）。通过对光变曲线的模拟，我们发现爱因斯坦时标tE = 0.381 +/- 0.017 d，比恒星质量透镜产生的典型透镜事件的爱因斯坦时标tE = 0.381 +/- 0.017 d要短得多，爱因斯坦角半径θ E = 4.35 +/- 0.34 uas也要小得多（tE ~ 20 d，θ E ~ 0.3 mas），表明透镜很可能是一个行星质量的物体。我们进行了广泛的搜索，在事件的光变曲线中寻找伴星的可能签名，没有发现推定的宿主星的重要证据。我们还首次证明了在具有强有限源效应的低放大率事件中，透镜的爱因斯坦角半径不依赖于混合。
2020-05-08 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Interstellar object 'Oumuamua as an extinct fragment of an ejected cometary planetesimal
Oumuamua被发现以双曲线轨道穿过我们的太阳系。它呈现出一个明显的矛盾，颜色类似于挥发性丰富的太阳系天体，但在接近太阳时没有可见的放气或活动。在这里，我们表明这种矛盾可以用巨行星喷射微行星的动力学来解释。我们认为，Oumuamua是一个类似彗星的微行星的灭绝碎片，它出生在一个行星形成盘中，该盘也形成了海王星到海王星质量的巨行星。在其弹射的过程中，Oumuamua的母体经历了与一颗巨大行星的近距离接触，并被潮汐分裂成小块，类似于彗星Shoemaker-Levy 9在接近木星后的分裂。我们使用动力学模拟表明，0.1-1%的彗星星子经历破坏性的遭遇之前，弹射。岩石小行星状微行星不太可能分裂，因为它们的密度更高。分裂后，大部分碎片经过足够近的通道到它们的宿主恒星失去它们的表面挥发物并灭绝。像“Oumuamua”这样的小行星碎片在星际天体中的质量很小，但在数量上占主导地位。我们的模型做出的预测将在未来十年由LSST进行测试。
2018-03-07 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.geo-ph
Detectability of Free Floating Planets in Open Clusters with JWST
最近的观测表明，银河系的疏散星团中存在太阳系外行星，如Praesepe（M44）。这些系统为行星的形成提供了有利的环境，因为它们的大多数人口都表现出高的重元素含量。大的恒星密度，以及相应的高的近距离相遇事件率，可能会引起具有大半长轴的行星轨道的强烈扰动。在这里，我们提出了一套N体模拟实现一个新的计划来处理外部恒星摄动对行星轨道偏心率和倾角的潮汐效应。通过模拟五个附近的疏散星团，我们确定准脉冲潮汐相互作用从其母恒星系统中提取的机构的发生率。我们发现，自由漂浮行星的产生率（单位时间内自由漂浮行星的总数，以恒星总数归一化）与星团的恒星密度成正比，比例常数等于（23 +/- 5）10^-6 pc^3 Myr^-1。对于昂宿星团（M45），我们预测大约26%的恒星应该已经失去了它们的行星。这就提出了用詹姆斯韦伯太空望远镜在近红外波段直接观测这些流浪行星的令人兴奋的可能性。假设行星的地面温度为500 K，在昴星团内自由漂浮的木星大小的行星将具有约400 nJy的比通量@4.4微米，这将导致在仅一小时的积分中非常清晰的检测（S/N为100阶）。
2013-11-05 astro-ph.EP
Constraining the Frequency of Free-Floating Planets from a Synthesis of Microlensing, Radial Velocity, and Direct Imaging Survey Results
Sumi等人（2011年）的微透镜观测显示，相对于已知恒星星族的预期，短时间尺度事件（STE; t_E<2天）过多，并且幂律平滑外推到棕矮星区域。这种过剩被解释为~ 10天文单位质量的天体数量几乎是主序星数量的两倍;然而，单凭微透镜数据无法区分大分离（a>~10天文单位）和自由漂浮的行星。假设这些STE确实是由于行星质量的物体，我们的目标是限制这些事件的一部分，可以解释的约束，但广泛的分离行星。我们适合所观察到的时间尺度分布与透镜质量函数组成的褐矮星，主序星，恒星残骸，发现，从而证实了最初的识别过量的STES。然后，我们包括一个人口的绑定行星，预计不会显示签名的主透镜（主机）在其微透镜光变曲线，也是一致的结果，从代表性的微透镜，径向速度，和直接成像调查。我们发现，约束行星本身不能解释整个STE过剩，而不违反我们考虑的调查的约束，因此这些事件的一部分必须是由于自由浮动的行星，如果我们的模型约束行星成立。我们估计，由于自由浮动的行星STE的中位数分数为f=0.67（0.23-0.85，95%的置信度）时，假设“热启动”的行星进化模型和f=0.58（0.14-0.83，95%的置信度）的“冷启动”模型。假设质量为m_p=2 M_Jup的自由漂浮行星的δ函数分布，在“热启动”情况下，每颗主序星的自由漂浮行星数量为N=1.4（95%置信度时为0.48-1.8），在“冷启动”情况下，N=1.2…
2016-09-13 astro-ph.EP
Survivability of planetary systems in young and dense star clusters
我们使用猎户座梯形星团的天体物理多用途软件环境进行模拟，其中考虑到恒星的演化和行星系统的动力学。从早期的模拟的初始条件中选择的大小和质量分布的观察到的拱星盘在这个集群是令人满意的再现。每颗恒星有四、五颗或大小相同的行星被引入到500颗类太阳恒星的轨道上，最大轨道间距为400天文单位。我们的研究重点是自由漂浮行星的产生。在模拟的初始条件下，总共有357颗行星从总共2522颗行星中脱离出来。其中，281颗在星团的交叉时间尺度内离开星团;其他的仍然作为自由浮动的星团内行星与星团绑定。这些自由漂浮的星团内行星中有五颗后来被另一颗恒星捕获。行星从其主恒星消失的两个主要机制，与另一颗恒星强烈相遇时的抛射或内部行星散射，驱动蒸发，而与行星出生时的轨道分离质量无关。由于星系团势的缓慢变化而引起的小扰动对行星系统的演化具有重要意义。此外，恒星失去行星的概率与行星质量和初始轨道间隔无关。因此，自由漂浮的行星的质量分布与被其主恒星束缚的行星的质量分布无法区分。
2019-03-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Could Jupiter or Saturn Have Ejected a Fifth Giant Planet?
气体原行星盘消散后早期太阳系动力学演化的模型在重建巨行星目前的轨道结构方面取得了广泛的成功。从统计学上讲，一些最成功的动力学演化模拟最初包括一个假设的第五颗巨行星，冰巨星质量，在早期太阳系的不稳定阶段被一颗气体巨星喷射出来。我们调查冰巨人喷射事件的可能性，无论是木星或土星通过目前的轨道所施加的限制，其广泛的分离定期卫星木卫四和土卫八分别。我们表明，行星的遭遇，足以弹出一个冰巨人，往往提供过多的扰动的轨道木卫四和土卫八很难调和的行星弹射事件与当前的轨道卫星。定量地，我们计算的可能性，调和一个经常木星卫星轨道与木卫四的当前轨道后，冰巨星喷射木星的~ 42%，并得出结论，这样一个大的可能性支持的假设，第五个巨行星的存在。对土卫八的类似计算表明，土星喷射出一颗冰巨星并使克罗尼安卫星轨道与土卫八轨道相一致（可能性约为1%）要困难得多，尽管土卫八在其不寻常的轨道上形成的不确定性使这一结果的解释变得复杂。
2015-09-17 astro-ph.EP
