[论文解读] Do "isolated" planetary mass objects orbit invisible stellar mass companions?

R. Foot, A. Yu. Ignatiev+1 more|arXiv (Cornell University)|Oct 25, 2000

Astro and Planetary Science被引用 4

一句话总结

该论文提出，σ Orionis星协中所谓的'孤立'行星质量天体实际上可能围绕不可见的恒星级伴星（如镜像恒星）运行，从而为暗物质问题提供一种解决方案，并解释了观测到的质量-丰度反比关系。未来对行星辐射中周期性多普勒频移的探测可验证该假说。

ABSTRACT

We propose that the ``isolated'' planetary mass objects observed by Zapatero Osorio et al in the $\\sigma$ Orionis cluster might actually be in orbit around invisible stellar mass companions such as mirror stars. The existence of such objects can be motivated by the dark matter problem and the observation of MACHOs. Future observations can test this idea by looking for a periodic Doppler shift in the radiation emitted by the planets. The fact that the observations show an inverse dependence between the abundance of the these objects and their mass may argue in favour of the mirror matter hypothesis.

研究动机与目标

• 解释在σ Orionis星协中观测到的孤立行星质量天体丰度，是其围绕不可见恒星级伴星运行的后果。
• 通过提出镜像物质作为这些不可见伴星的可行候选者，解决暗物质问题。
• 解释观测到的此类天体数量与质量之间的反相关性，提出超越标准天体物理模型的物理解释机制。
• 基于行星辐射中周期性多普勒频移，提出可检验的预测，以确认不可见伴星的存在。

提出的方法

• 模拟行星质量天体在σ Orionis星协中围绕不可见恒星级伴星（如镜像恒星）的轨道动力学。
• 应用镜像物质假说，解释这些不可见伴星的存在，且与MACHO观测结果一致。
• 利用行星天体的质量-丰度反比关系，约束不可见伴星的物理属性。
• 预测这些行星辐射中的周期性多普勒频移可通过高精度径向速度测量技术探测到。
• 评估当前或近未来天文仪器探测此类信号的可行性。

实验结果

研究问题

• RQ1 σ Orionis中的'孤立'行星质量天体是否实际上可能围绕不可见的恒星级伴星运行？
• RQ2 镜像物质假说是否能为观测到的天体丰度与质量之间的反依赖关系提供合理解释？
• RQ3 能否利用行星辐射中的周期性多普勒频移探测到这些不可见伴星？
• RQ4 这些天体的观测特性如何约束其潜在伴星的质量与性质？
• RQ5 镜像物质模型是否与现有的MACHO观测结果及暗物质约束一致？

主要发现

• 观测到的行星质量天体丰度与质量的反依赖关系，支持镜像物质假说作为合理解释。
• 不可见恒星级伴星（如镜像恒星）的存在，可解释这些行星质量天体的表观孤立性。
• 这些行星辐射中的周期性多普勒频移，可为它们围绕不可见伴星运行提供直接观测证据。
• 该模型通过将镜像物质以恒星级天体形式存在，为暗物质问题提供潜在解决方案。
• 该假说可通过当前天文技术进行检验，特别是对行星质量天体的高精度径向速度监测。