钦奈
天文学家已经证实存在一颗木星大小、年龄不到一百万年的行星。它被命名为 Elias 2-24 b,是已知最年轻的行星,为科学家提供了观察世界早期形成阶段的难得机会。
它的形成速度惊人,对巨型行星如何聚集在一起的主流理论提出了挑战,尤其是那些离恒星较远的行星。
天文学家已经确认了已知最年轻的行星,这是一个不到 100 万年的世界,仍然被它形成的气体和尘埃包围。
据《科学日报》网站报道,这颗名为 Elias 2-24 b 的行星是通过 NASA 资助的档案中保存的观测结果来识别的。它仍然绕着年轻恒星的尘埃盘运行,为科学家提供了一个难得的机会来研究行星的形成过程。
“我们的行星形成模型已经有超过 500 万年的历史,可以解释最年轻行星的先前记录 – 绕恒星 PDS 70 运行的两颗行星和绕恒星 WISPIT 2 运行的两颗行星之间的四向连接,”该研究所天体物理和天体物理研究所教授卢卡斯·西扎 (Lucas Cieza) 说。据《科学日报》网站报道,论文详细介绍了结果。
“Elias 2-24 b 向我们表明,即使是地球形成的最佳模型仍然缺少一些重要的过程,”Cieza 补充道。
在 9 月 16 日发表在《天体物理学杂志快报》上的一项研究中,由智利迭戈波塔莱斯大学博士生 Andrea Bernardi 领导的研究人员回顾了七颗年轻恒星的档案观测结果。
这些恒星是使用夏威夷 WM 凯克天文台的日冕仪进行观测的,该天文台与 NASA 根据合作协议进行了合作。每颗恒星周围都有一个碎片盘,其中含有尘埃、气体以及冰和岩石的碎片。这些圆盘内的空洞和其他特征可能表明行星正在形成过程中。
日冕仪阻挡了恒星的大部分明亮光线,从而更容易搜索附近较暗的天体。天文学家利用这种技术寻找隐藏在尘埃盘内的行星。围绕太阳系外恒星运行的行星被称为系外行星。
贝尔纳迪说:“行星一定出现在空隙内,因为它们正在雕刻它们。” “我们就是在那里找到《以利亚书》2-24b 章的。”
Elias 2-24 b大约有木星那么大,绕着这颗恒星运行,距离地球约450光年。由于该系统非常年轻,研究它可以让天文学家了解数十亿年前我们的太阳系是什么样子。
恒星是在巨大的气体和尘埃云中形成的。然后行星可以从新生恒星周围的剩余物质中生长出来,逐渐吸积物质并形成穿过周围圆盘的路径。
但在这些早期阶段观测行星非常困难,因为厚厚的尘埃会使它们无法被肉眼看到。
大多数已确认的系外行星都是通过凌日发现的。当一颗行星经过其恒星前方时,就会发生凌日现象,导致来自地球的恒星光暂时减弱。
当行星仍然埋在尘埃中或轨道距离恒星很远时,这种方法就变得更加难以使用。
因此,已确认的大约 6,000 颗系外行星中的大多数都有数十亿年的历史,并且绕恒星运行的距离相对较近。
科学家目前正在利用理论、计算机模拟和对被圆盘包围的年轻恒星的观察来建立行星形成模型,在这些圆盘中行星很难直接探测到。像 Elias 2-24 b 这样的发现可以为这些模型提供重要的全球测试。
“银河系不断产生新的恒星和行星,因此在演化的每个阶段都会有很多新的恒星和行星,”西扎说。 “这意味着我们可以在理论上看到整个过程,但大多数望远镜的探测能力存在很大差距。我们现在基本上对这些婴儿行星视而不见。”
十年之谜成为焦点
新的确认也解决了天文学家争论了近十年的一个问题。
智利 ALMA(阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列)的早期观测揭示了年轻恒星 Elias 2-24 周围的尘埃盘中存在一个间隙。据《科学日报》网站报道,后来,欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜观察到了太空中的一个微小光点。
科学家们想知道这个物体是否可能是一颗行星。问题在于,现有的行星形成理论表明,巨行星不应该形成得这么快,尤其是在距恒星如此远的地方。
目前的模型表明,在木星与太阳的距离(刚好是地球与太阳距离的五倍多)处形成木星大小的行星大约需要 500 万年。距离较远的巨行星应该需要更长的时间。
然而,Elias 2-24 系统中的这个微弱天体距其恒星的距离大约是地球距太阳距离的 55 倍,并且已经显示出行星正在形成的迹象。
为了进一步调查,Bernardi 和同事检索了凯克天文台的档案,这是凯克天文台和加州理工学院/IPAC 的 NASA 系外行星科学研究所之间的合作项目。
该分析最终确定该物体为《以利亚》2-24 b。
贝尔纳迪说:“我们通常听说过单个望远镜,但只有使用多个望远镜才能证实这一点。” “Elias 2-24 b 已经达到了当前望远镜所能探测到的极限,但有了像 NASA 的南希·格蕾丝太空望远镜这样的新仪器,这样的发现应该会变得更容易。”
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他们在 2018 年和 2020 年收集的观测结果中发现了同样的微小物体。通过结合观测结果并跟踪该物体随时间的运动,研究小组确定它看起来更像是一颗绕恒星运行的行星,而不是成像伪影或遥远的背景恒星。