天文學家發現巨行星的微引力透鏡事件
迄今為止,天文學家們已經發現了5000多顆系外行星,其中90%以上是通過使用凌日或徑向速度技術發現的。在其他10%的行星中,有105顆是通過微引力透鏡方法發現的,這種方法利用了光束的路徑因大質量天體的存在而發生彎曲的事實。
天體的引力就像一個透鏡(“引力透鏡”),使在它後面看到的天體的圖像發生扭曲。當一個大質量天體偶然從一顆恆星前面經過時,它就像一個引力透鏡,因此它在天空中的運動會使背景恆星出現短暫的明亮。當前景天體是一顆承載行星的恆星時,這兩個天體在經過恆星前面時都會產生增亮事件,從地球上看到的閃光可以通過建模來確定它們的質量和距離。
與更常見的系外行星探測技術相比,微引力透鏡方法有兩個明顯的優勢。首先,微引力透鏡效應的亮度不取決於運動天體的亮度,只取決於它的質量,這使得它有可能發現微弱的、低質量的M型矮星。第二個優點是,微引力透鏡行星可能在很大的距離上圍繞其恆星運行,甚至是很多天文單位。(由於正常的系外行星技術,如凌日技術,需要在許多軌道周期內進行多次探測,具有大軌道的系外行星需要數年才能完成它們的周期,到目前為止,所有測量的系外行星中,絕大多數的軌道小於一個天文單位)。由於它們的大軌道,在微引力透鏡主星周圍探測到的巨行星通常足夠遠,以至於居住在“雪線”之外,即表面水會凍結的距離。
哈佛-史密松森天體物理中心(CfA)天文學家Jennifer Yee與OGLE項目(光學引力透鏡實驗)的天文學家團隊合作,該項目發現了微引力透鏡事件OGLE-2017-BLG-1049。這項分析是由她在韓國微引力透鏡望遠鏡網絡的同事領導的。
他們利用一些可能的假設對增亮事件進行了建模,並得出結論:宿主星是一顆M型矮星,質量約為0.55個太陽質量;行星的質量約為5.5個木星質量,軌道距離為3.9天文單位。這些結果對行星形成的模型有直接影響。在已知的微引力透鏡系外行星中,有54顆是圍繞M型矮星的巨行星,就像這顆新的一樣,這表明行星在M型矮星周圍是很常見的。
然而,在行星形成的核心吸積模型中,行星由較小的岩石逐漸組合而成,預計在M型矮星周圍發現的行星非常少。這一結果似乎反而支持另一種盤狀不穩定模型,在這種模型中,旋轉的盤狀物破碎成形成行星的團塊,它預測M型矮星周圍存在許多行星。