科學(xué)家觀察到的巨大的氣態(tài)巨行星

2022-04-05 19:05?來(lái)源 溫州視線

科學(xué)家觀察到的巨大的氣態(tài)巨行星

科學(xué)家們?cè)谝粋€(gè)非常早期的形成階段觀察到一顆質(zhì)量約為木星九倍的巨大行星，這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了目前對(duì)行星形成的理解。

研究人員使用位于夏威夷不活躍火山山頂附近的斯巴魯望遠(yuǎn)鏡和繞行運(yùn)行的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡來(lái)探測(cè)和研究這顆行星，這顆氣態(tài)巨行星的軌道異常遠(yuǎn)離其年輕的主星。氣態(tài)巨行星是行星，就像我們太陽(yáng)系中最大的木星和土星一樣，主要由氫和氦組成，旋轉(zhuǎn)的氣體圍繞著一個(gè)較小的固體核心。

“我們認(rèn)為它的‘誕生’過(guò)程仍處于早期階段，”斯巴魯望遠(yuǎn)鏡和美國(guó)宇航局艾姆斯研究中心的天體物理學(xué)家 Thayne Currie 說(shuō)，他是周一發(fā)表在《自然天文學(xué)》雜志上的這項(xiàng)研究的主要作者。“有證據(jù)表明，這是迄今為止觀察到的氣態(tài)巨行星形成的最早階段。”

它嵌入在一個(gè)膨脹的氣體和塵埃盤中，承載著形成行星的物質(zhì)，圍繞著一顆名為 AB Aurigae 的恒星，該恒星位于距離地球 508 光年——光一年傳播的距離為 5.9 萬(wàn)億英里（9.5 萬(wàn)億公里）——距地球. 這位明星的形象出現(xiàn)在 2021 年電影《別抬頭》中的一個(gè)場(chǎng)景中，一時(shí)成名。

我們已經(jīng)確定了太陽(yáng)系以外的大約 5,000 顆行星或系外行星。這個(gè)叫做 AB Aur b，是最大的。它正在接近被歸類為行星而不是褐矮星的最大尺寸，褐矮星是介于行星和恒星之間的天體。它被落入其中的氣體和灰塵加熱。

僅在另一顆恒星周圍觀察到處于形成過(guò)程中的行星（稱為原行星）。

幾乎所有已知的系外行星都圍繞它們的恒星運(yùn)行，其距離將我們的太陽(yáng)與其最遙遠(yuǎn)的行星海王星隔開。但是這顆行星的軌道距離太陽(yáng)的距離是海王星的三倍，距離太陽(yáng)的距離是地球的 93 倍。

它的誕生似乎遵循與標(biāo)準(zhǔn)行星形成模型不同的過(guò)程。

“傳統(tǒng)的想法是，如果不是全部的話，大多數(shù)行星都是由固體緩慢吸積到巖石核心上形成的，而氣態(tài)巨行星在固體核心足夠大以開始吸積氣體之前就經(jīng)歷了這個(gè)階段，”天文學(xué)家和研究公司說(shuō)。 - 斯巴魯望遠(yuǎn)鏡和亞利桑那大學(xué)的作者 Olivier Guyon。

在這種情況下，嵌入在年輕恒星周圍的圓盤中的原行星逐漸從塵埃到巨石大小的固體物體中生長(zhǎng)出來(lái)，如果這個(gè)核心達(dá)到地球質(zhì)量的幾倍，那么就會(huì)開始從圓盤中積累氣體。

“這個(gè)過(guò)程不能在大軌道距離形成巨行星，因此這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了我們對(duì)行星形成的理解，”Guyon 說(shuō)。

相反，研究人員認(rèn)為 AB Aur b 是在這樣一種情況下形成的，在這種情況下，恒星周圍的圓盤冷卻并且重力導(dǎo)致它分裂成一個(gè)或多個(gè)形成行星的大質(zhì)量團(tuán)塊。

“煮雞蛋的方法不止一種，”庫(kù)里說(shuō)。“顯然，形成類木星行星的方法可能不止一種。”

御夫座 AB 星的質(zhì)量大約是太陽(yáng)的 2.4 倍，亮度幾乎是太陽(yáng)的 60 倍。它大約有 200 萬(wàn)年的歷史——按恒星標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)是個(gè)嬰兒——而我們的中年太陽(yáng)大約有 45 億年。太陽(yáng)在它生命的早期也被一個(gè)圓盤包圍著，這個(gè)圓盤產(chǎn)生了地球和其他行星。

“新的天文觀測(cè)不斷挑戰(zhàn)我們目前的理論，最終提高了我們對(duì)宇宙的理解，”Guyon 說(shuō)。“行星的形成非常復(fù)雜和混亂，未來(lái)還有很多驚喜。”

編輯： yujeu