国际 2022-04-19 10:45

An artist's illustration shows a massive, newly forming exoplanet called AB Aurigae b.

华盛顿——科学家们观测到一颗巨大的行星,其质量约为木星的九倍,处于非常早期的形成阶段——称其仍处于孕育阶段——这一发现挑战了目前对行星形成的理解。

研究人员使用位于不活跃的夏威夷火山山顶附近的斯巴鲁望远镜和绕轨道运行的哈勃太空望远镜来探测和研究这颗行星。这是一颗气态巨行星,其轨道离年轻的恒星异常遥远。气态巨行星是行星,就像我们太阳系最大的木星和土星,主要由氢和氦组成,周围环绕着旋转的气体。

斯巴鲁望远镜和美国国家航空航天局艾姆斯研究中心的天体物理学家塞恩·库里说:“我们认为它还处于‘诞生’过程的早期阶段。”他是周一发表在《自然天文学》(Nature Astronomy)杂志上的这项研究的主要作者。“证据表明,这是迄今为止观测到的气体巨星的最早形成阶段。”

它被嵌在一个由气体和尘埃组成的膨胀圆盘中,携带着构成行星的物质,围绕着一颗名为AB Aurigae的恒星,距离地球508光年——这是光一年传播9.5万亿公里的距离。这颗星星在2021年的电影《别抬头》中出现,一时名声大噪。

太阳系以外的行星,或者说系外行星,已经被确认了大约5000颗。这个叫AB Aur b,是最大的。它的大小已接近被分类为行星的最大尺寸,而不是介于行星和恒星之间的褐矮星。它被落在里面的气体和尘埃加热。

在形成过程中被称为原行星的行星,只在另一颗恒星周围被观测到。

几乎所有已知的系外行星都在太阳和海王星之间的距离内围绕它们的恒星运行。但这颗行星的公转距离是海王星的三倍,是地球到太阳的93倍。

它的诞生过程似乎与标准的行星形成模型不同。

“传统的思维是,大多数——如果不是全部的话——行星形成固体的缓慢增长到岩石核心,和天然气巨头经历这个阶段之前,坚实的核心是足够的质量开始吸收气体,“说盖恩斯巴鲁望远镜的天文学家和这项研究的合作者奥利弗和亚利桑那大学。

在这种情况下,围绕着一颗年轻恒星的盘状原行星逐渐从尘埃中生长出来,形成巨石大小的固体,如果这个核心的质量达到地球的几倍,那么就开始从盘状气体中积累。

盖恩说:“在大轨道距离下,这一过程无法形成巨大的行星,所以这一发现挑战了我们对行星形成的理解。”

相反,研究人员认为AB Aur b是在这样一种情况下形成的:恒星周围的圆盘冷却,重力导致它分裂成一个或多个大质量的团块,然后形成行星。

“煮鸡蛋的方法不止一种,”柯里说。“显然,形成类木行星的方法可能不止一种。”

恒星AB Aurigae的质量大约是太阳的2.4倍,亮度几乎是太阳的60倍。它大约有200万年的历史——以恒星的标准来看,它还是一个婴儿——相比之下,我们的中年太阳大约有45亿年的历史。太阳在其生命的早期也被一个圆盘所环绕,这个圆盘形成了地球和其他行星。

盖恩说:“新的天文观测不断挑战我们现有的理论,最终提高了我们对宇宙的理解。”“行星的形成非常复杂和混乱,未来还有很多惊喜。”