新星诞生——年轻的超级海王星

文章作者:李星儿 | 2016-07-16
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科学家发现一颗极为年轻的超级海王星

K2-33b的存在表明,一些行星在其早期就达到了它们的最终轨道位置。这些行星要么在接近其恒星的地方形成,要么通过与行星盘的相互作用迁移到那里

一组学家证实了一个仅1100万岁年轻行星的存在,它非常接近其恒星,且轨道周期为5.4天。它大约是地球的5倍大,该新行星是一个“超级海王星”,是已知的最年轻行星。这一发现为行星系统体系结构的起源提供了独特的见解。一直存在的一个关于系外行星的困惑是,它们离其中央星的轨道距离普遍比我们太阳系行星的来得近。他们怎么到达那里的?一种假设是,它们生于并演化于靠近其恒星的热内盘。

其他假设认为,近行星种群起源于凉爽气候,位于地球轨道之外遥远的地方,然后迁移到它们现在所在地。其迁移可能是由与星盘、与同个行星系统中其他行星、或与更遥远星星的相互作用而产生的。这些假设可以通过寻找年轻行星及研究它们的轨道得到验证。如果近种群是在该地方形成的,或是通过与本盘的相互作用而迁移至那儿,它们在早期就达到其最终轨道距离,并在其年轻时候,就会被发现是接近其恒星的。

相比之下,通过与其他行星或更遥远恒星的相互作用而向内迁移一个行星,从长远来看,是比较实际的。如果后一过程占主导,在行星年轻时候,它是不会靠近其恒星的。该行星过境K2-33恒星时被家发现,是如此年轻的为数不多的、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达到了它们的最终轨道位置。这些行星要么在接近其恒星的地方形成,要么通过与行星盘的相互作用迁移到那里。

该研究的第一作者Andrew Mann对这些结果很感兴趣,因为短周期行星如何及何时达到它们的轨道半径,这可能会影响类地行星形成的结果。他推断,如果类地行星形成以后,木星或海王星才向内迁移,那么我们的太阳系似乎不太可能有一个地球,或任何一个类地行星。K2-33b的首次确认是通过使用美国宇航局改换的开普勒任务K2的数据。为了确认行星的存在并表征其属性,该小组进行了一系列广泛的后续观察。

在解释这些观察的必要性时,Mann表示,研究年轻恒星比研究老恒星棘手,从本质上说,它们因为恒星活动性而不同,它们可能被行星形成的碎片(灰尘和岩石)包围着。在测量行星大小方面,托洛洛山美洲天文台(CTIO)4米布兰科望远镜上的新型红外光谱仪ARCoIRIS发挥了关键作用。因为过境期间测量的流量递减限制了行星与恒星半径的比值,这就需要一个能很好测量恒星半径的仪器,来推断行星的半径。

该研究的合著者,美国天文学家David James表示,ARCoIRIS光谱测量了恒星的光度,从而测量出恒星半径。另一组由Trevor David领导的研究小组也得出了类似的结论。

 

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