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科學家發現一顆極為年輕的超級海王星

2016-07-11

  據國外媒體報道,一組天文學家證實了一個僅1100萬歲年輕行星的存在,它非常接近其恒星,且軌道周期為5.4天。它大約是地球的5倍大,該新行星是一個“超級海王星”,是已知的最年輕行星。這一發現為行星系統體系結構的起源提供了獨特的見解。一直存在的一個關于系外行星的困惑是,它們離其中央星的軌道距離普遍比我們太陽系行星的來得近。他們怎么到達那里的?一種假設是,它們生于并演化于靠近其恒星的熱內盤。  

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  其他假設認為,近行星種群起源于涼爽氣候,位于地球軌道之外遙遠的地方,然后遷移到它們現在所在地。其遷移可能是由與星盤、與同個行星系統中其他行星、或與更遙遠星星的相互作用而產生的。這些假設可以通過尋找年輕行星及研究它們的軌道得到驗證。如果近種群是在該地方形成的,或是通過與本盤的相互作用而遷移至那兒,它們在早期就達到其最終軌道距離,并在其年輕時候,就會被發現是接近其恒星的。

  相比之下,通過與其他行星或更遙遠恒星的相互作用而向內遷移一個行星,從長遠來看,是比較實際的。如果后一過程占主導,在行星年輕時候,它是不會靠近其恒星的。該行星過境K2-33恒星時被科學家發現,是如此年輕的為數不多的、最具特征的行星之一。K2-33b的存在表明,一些行星在其早期就達到了它們的最終軌道位置。這些行星要么在接近其恒星的地方形成,要么通過與行星盤的相互作用遷移到那里。

  該研究的第一作者Andrew Mann對這些結果很感興趣,因為短周期行星如何及何時達到它們的軌道半徑,這可能會影響類地行星形成的結果。他推斷,如果類地行星形成以后,木星或海王星才向內遷移,那么我們的太陽系似乎不太可能有一個地球,或任何一個類地行星。K2-33b的首次確認是通過使用美國宇航局改換的開普勒任務K2的數據。為了確認行星的存在并表征其屬性,該小組進行了一系列廣泛的后續觀察。

  在解釋這些觀察的必要性時,Mann表示,研究年輕恒星比研究老恒星棘手,從本質上說,它們因為恒星活動性而不同,它們可能被行星形成的碎片(灰塵和巖石)包圍著。在測量行星大小方面,托洛洛山美洲天文臺(CTIO)4米布蘭科望遠鏡上的新型紅外光譜儀ARCoIRIS發揮了關鍵作用。因為過境期間測量的流量遞減限制了行星與恒星半徑的比值,這就需要一個能很好測量恒星半徑的儀器,來推斷行星的半徑。

  該研究的合著者,美國天文學家David James表示,ARCoIRIS光譜測量了恒星的光度,從而測量出恒星半徑。另一組由Trevor David領導的研究小組也得出了類似的結論。


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