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系外行星新發現挑戰既定天文學理論

系外行星新發現挑戰既定天文學理論

2023-08-22 Comments 0 Comment

科學家在一顆低質量恆星周圍發現了一顆木星大小的行星TOI-4860 b,這對傳統的行星形成理論提出了挑戰。一個國際研究小組發現了一顆不同尋常的木星大小的行星,它圍繞著一顆低質量恆星TOI-4860運行,這顆恆星位於金牛座。

Hot-Jupiter-Exoplanet-Concept-Art-777x518.webp天文學家發現了一顆獨特的木星大小的行星,命名為TOI-4860 b,它圍繞著金牛座的一顆低質量恆星運行。這顆富含重元素的行星打破了傳統的行星形成模型。這一發現為研究”暖木星”的大氣特性提供了機會,並為行星的形成過程提供了啟示,而這一過程可能是由豐富的重元素催化的。這顆新發現的氣體巨行星被命名為TOI-4860 b,它是一顆不尋常的行星,原因有二:質量如此之低的恆星預計不會承載像木星這樣的行星,而且這顆行星似乎特別富含重元素。這項研究由伯明翰大學天文學家領導,本月初發表在《皇家天文學會月刊》上的一封信中。

“根據典型的行星形成模型,恆星的質量越小,恆星周圍物質盤的質量就越小。由於行星是從該圓盤中產生的,因此人們普遍認為像木星這樣的高質量行星是不會形成的”。- 喬治-德蘭斯菲爾德,伯明翰大學博士生

這顆行星最初是通過美國宇航局的凌日系外行星巡天衛星發現的,因為它在宿主恆星前凌日時亮度下降,但僅憑這些數據還不足以確認它是一顆行星。研究小組利用位於智利阿塔卡馬沙漠的SPECULOOS 南天文台測量了多個波長的行星信號,並驗證了其行星性質。天文學家們還在這顆行星消失在主恆星後面之前和之後對其進行了觀測,發現光線沒有任何變化,這意味著這顆行星沒有發出任何光線。最後,研究小組與一個日本小組合作,使用夏威夷的斯巴魯望遠鏡。他們一起測量了這顆行星的質量,從而完全確認了這顆行星。跟踪這顆恆星並確認其行星是SPECULOOS 項目中一組博士生的倡議。

“行星的特性中隱藏著可能發生了什麼的暗示,它似乎特別富含重元素。我們在宿主恆星中也探測到了類似的東西,因此很可能是豐富的重元素催化了行星的形成過程”。- 伯明翰大學Amaury Triaud 教授

挑戰既定理論

最近在伯明翰大學提交論文的博士生喬治-德蘭斯菲爾德(George Dransfield)解釋說:”根據典型的行星形成模型,恆星的質量越小,恆星周圍物質盤的質量就越小。由於行星是從該圓盤中產生的,因此人們普遍認為像木星這樣的高質量行星不會形成。不過,我們對此很好奇,想檢查一下行星候選者是否有可能形成行星。TOI-4860是我們首次確認的,也是質量最低的恆星承載著如此大質量的行星。”領導這項研究的伯明翰大學系外行星學教授Amaury Triaud 說:”我非常感謝我們團隊中聰明的博士生們提出了觀測TOI-4860 這樣的系統。他們的工作確實得到了回報,因為像TOI- 4860這樣的行星對於加深我們對行星形成的理解至關重要。TOI-4860的行星屬性中隱藏著可能發生了什麼的蛛絲馬跡,它似乎特別富含重元素。我們在宿主恆星中也探測到了類似的東西,因此很可能是豐富的重元素催化了行星的形成過程”。”特徵和進一步研究這顆新的氣態巨行星需要大約1.52 天的時間才能圍繞其宿主恆星完成一個完整的軌道,但由於其宿主恆星是一顆低質量的冷恆星,因此這顆行星本身可以被稱為’暖木星’。天文學家希望在初步觀測的基礎上進一步了解這類行星是如何形成的,因此對這一行星亞類特別感興趣。SPECULOOS 項目的另一名學生、比利時列日大學的Mathilde Timmermans 總結說:”TOI-4860b的發現為研究暖木星的大氣特性和了解氣態巨行星的形成過程提供了一個絕佳的機會。”最近,研究小組獲得了智利甚大望遠鏡的望遠鏡時間,他們打算利用這段時間再確認幾顆具有類似性質的行星。

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