DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202555031
تاريخ النشر: 2026-03-12
المؤلف: H. Bouy وآخرون
الموضوع الرئيسي: علوم الفضاء والكواكب
نظرة عامة
تبحث الدراسة في تعدد الأجسام الكوكبية ذات الكتلة العائمة (FFPs) ضمن مناطق تشكيل النجوم في العقرب العليا (USco) والثور، باستخدام ملاحظات عالية الدقة من تلسكوب هابل الفضائي (HST) والتلسكوب الكبير جداً (VLT). تحدد الدراسة مرشحاً ثنائياً واحداً في الثور، مع فصل قدره $111.9 \pm 0.4$ mas (حوالي 18 au على بعد 160 pc)، يتكون من كتلة أولية تقدر بين $3-6 \, M_{Jup}$ وكتلة ثانوية بين $2.6-5.2 \, M_{Jup}$. تم حساب نسبة الثنائيات العامة بين الأقزام البنية ذات الكتلة المنخفضة وFFPs لتكون $1.8^{+2.6}_{-1.3}\%$ لفواصل لا تقل عن 7 au.
تكشف النتائج عن اختلاف كبير في نسب الثنائيات بين المنطقتين: يظهر الثور نسبة ثنائية قدرها $5.6^{+3.2}_{-2.3}\%$ للأجسام التي تقل عن $30 \, M_{Jup}$ و$7.8^{+3.0}_{-2.4}\%$ لتلك التي تقل عن $50 \, M_{Jup}$، بينما لم يتم الكشف عن أي ثنائيات في USco، مما يشير إلى حد أعلى قدره $\leq 1.2\%$. قد تشير هذه الفجوة إلى ظروف تكوين مختلفة، حيث قد تؤدي البيئات الأكثر دفئًا في Upper Sco إلى قمع التجزئة اللازمة لتشكيل أنظمة ذات كتلة منخفضة. تؤكد الدراسة على الحاجة إلى مزيد من التأكيد الطيفي واستطلاعات أعمق لفهم أفضل للتأثيرات البيئية على تشكيل وتطور الأجسام ذات الكتلة المنخفضة.
نقاش
في هذا القسم، يناقش المؤلفون اختيار وتحليل الأهداف من منطقتين لتشكيل النجوم، Upper Sco (USco) والثور، مع التركيز على تحديد المرشحين الثنائيين والمرافقين بين الأجسام ذات الكتلة المنخفضة. تم اختيار ما مجموعه 30 هدفًا من عينة USco و30 من الثور، مع تحديد الأخيرة باستخدام منهجيات متسقة تعتمد على الحركات المناسبة والفوتومترية متعددة الأطوال الموجية. من المتوقع أن تكون التلوث من مصادر الخلفية غير ذات الصلة ضئيلة بسبب الخصائص المميزة للحركة المناسبة لمناطق الأهداف. تم تحديد المسافة المتوسطة لكلا العينتين عند 140 pc، مع أعمار مقدرة تبلغ 3 Myr للثور و5-10 Myr لـ USco. تم تحديد نطاقات الكتلة للأهداف لتكون بين 6-66 M$_{Jup}$ لـ USco و5-33 M$_{Jup}$ للثور.
يبلغ المؤلفون عن اكتشاف مرشح ثنائي واحد من مسح HST، مما ينتج عنه نسبة ثنائية عامة قدرها 1.8$^{+2.6}_{-1.3}$%. تتماشى هذه النتيجة مع الدراسات السابقة للأجسام الأكثر كتلة قليلاً. عند التركيز فقط على عينة الثور، تزداد النسبة الثنائية إلى 3.8$^{+5.2}_{-2.8}$%، بينما لم يتم الكشف عن أي مرافقين في عينة USco، مما يشير إلى تأثير بيئي محتمل على معدلات التعدد. يبرز المؤلفون الحاجة إلى ملاحظات ذات دقة مكانية أعلى لاستكشاف السكان الثنائيين بشكل أكبر، خاصة عند الفواصل التي تقل عن 7 au، والتي تكافح الأجهزة الحالية لحلها. بشكل عام، تشير النتائج إلى نسبة ثنائية منخفضة بين الأجسام ذات الكتلة المنخفضة المدروسة، مع تداعيات لفهم تشكيل وتطور مثل هذه الأنظمة في سياقات بيئية مختلفة.
DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202555031
Publication Date: 2026-03-12
Author(s): H. Bouy et al.
Primary Topic: Astro and Planetary Science
Overview
The research investigates the multiplicity of free-floating planetary mass objects (FFPs) within the Upper Scorpius (USco) and Taurus star-forming regions, utilizing high-spatial-resolution observations from the Hubble Space Telescope (HST) and the Very Large Telescope (VLT). The study identifies one binary candidate in Taurus, with a separation of $111.9 \pm 0.4$ mas (approximately 18 au at a distance of 160 pc), comprising a primary mass estimated between $3-6 \, M_{Jup}$ and a secondary mass between $2.6-5.2 \, M_{Jup}$. The overall binary fraction among low-mass brown dwarfs and FFPs is calculated to be $1.8^{+2.6}_{-1.3}\%$ for separations of at least 7 au.
The findings reveal a significant difference in binary fractions between the two regions: Taurus exhibits a binary fraction of $5.6^{+3.2}_{-2.3}\%$ for objects below $30 \, M_{Jup}$ and $7.8^{+3.0}_{-2.4}\%$ for those below $50 \, M_{Jup}$, while no binaries were detected in USco, suggesting an upper limit of $\leq 1.2\%$. This discrepancy may indicate different formation conditions, with warmer environments in Upper Sco potentially suppressing the fragmentation necessary for forming low-mass systems. The study emphasizes the need for further spectroscopic confirmation and deeper surveys to better understand the environmental influences on the formation and evolution of low-mass objects.
Discussion
In this section, the authors discuss the selection and analysis of targets from two star-forming regions, Upper Sco (USco) and Taurus, focusing on the identification of binary and companion candidates among low-mass objects. A total of 30 targets were selected from the USco sample and 30 from Taurus, with the latter identified using consistent methodologies based on proper motions and multi-wavelength photometry. The contamination from unrelated background sources is expected to be minimal due to the distinct proper motion characteristics of the target regions. The average distance for both samples was set at 140 pc, with estimated ages of 3 Myr for Taurus and 5-10 Myr for USco. The mass ranges for the targets were determined to be between 6-66 M$_{Jup}$ for USco and 5-33 M$_{Jup}$ for Taurus.
The authors report the detection of one binary candidate from the HST survey, yielding an overall binary fraction of 1.8$^{+2.6}_{-1.3}$%. This finding aligns with previous studies of slightly more massive objects. When focusing solely on the Taurus sample, the binary fraction increases to 3.8$^{+5.2}_{-2.8}$%, while no companions were detected in the USco sample, suggesting a potential environmental influence on multiplicity rates. The authors highlight the need for higher spatial resolution observations to explore the binary population further, particularly at separations below 7 au, which current instrumentation struggles to resolve. Overall, the results indicate a low binary fraction among the studied low-mass objects, with implications for understanding the formation and evolution of such systems in different environmental contexts.