天文學(xué)家開發(fā)出新技術(shù)：可以闡明行星誕生的早期階段！

2020-06-05 17:09 作者:博科園 0人讀過 | 我要投稿

一種新的天文觀測(cè)，幫助揭示了一顆類似海王星的幼年系外行星可能的演化史。為了研究一顆名為DS TUC Ab的非常年輕行星，哈佛史密森天體物理中心領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)，

包括六名卡內(nèi)基天文學(xué)家-約翰娜·特斯克、莎倫·王、斯蒂芬·謝克曼、保羅·巴特勒、杰夫·克蘭和伊恩·湯普森-開發(fā)了一種新的觀測(cè)建模工具，其研究發(fā)表在《天體物理學(xué)》期刊上。

這是首次測(cè)量到一顆年齡小于4500萬歲（約為太陽系年齡的1/100）非常的行星軌道傾斜度。哈佛史密森天體物理中心該研究的主要作者喬治·周說：在行星形成和我們看到它們之間可能會(huì)發(fā)生很多事情，發(fā)現(xiàn)的絕大多數(shù)行星都已經(jīng)長(zhǎng)大，但我們不知道它們年輕時(shí)的樣子。DS TUC Ab是一顆炙熱的類海王星，它在一個(gè)相對(duì)平坦的平面上，以較短的8天周期圍繞雙星系統(tǒng)中的一顆恒星運(yùn)行。

新南威爾士大學(xué)的本·蒙特特解釋說：DS TUC Ab正處于一個(gè)有趣的年齡，因?yàn)樗鼑@其主恒星形成的氣體和塵埃的旋轉(zhuǎn)盤已經(jīng)消散。研究并使用了一種不同的技術(shù)來研究這顆行星，研究人員可以看到這顆行星，但認(rèn)為對(duì)于其他遙遠(yuǎn)恒星的軌道來說，它還太年輕，無法“操縱”它的軌道。DS TUC Ab是達(dá)特茅斯的伊麗莎白·牛頓和其團(tuán)隊(duì)在2019年使用美國(guó)宇航局“苔絲號(hào)”（TESS）任務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)的。

同年，意大利國(guó)家天體物理研究所的科學(xué)家，發(fā)表了一篇平行的發(fā)現(xiàn)論文。不久之后，研究人員開始使用位于智利卡內(nèi)基的拉斯坎帕納斯天文臺(tái)麥哲倫望遠(yuǎn)鏡上的行星探測(cè)器光譜儀來觀測(cè)這顆行星。其目標(biāo)是確定這顆新形成的行星，在過去是否經(jīng)歷過一些混亂的動(dòng)力相互作用。天文學(xué)家經(jīng)常發(fā)現(xiàn)圍繞其他恒星運(yùn)行的行星軌道與太陽系中的行星有很大不同。

由于外行星的拖曳，一些已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)在極地軌道上，甚至是逆行軌道上。為了回答這個(gè)問題，研究人員觀察了DS TUC Ab從其宿主恒星前面經(jīng)過時(shí)的情況，以測(cè)量該行星對(duì)恒星光的影響。例如，如果行星在穿過恒星表面時(shí)阻擋了等量的光，這將表明它的軌道排列良好。然而，DS TUC Ab主星上的大量恒星斑點(diǎn)，使這項(xiàng)測(cè)量變得非常困難。

為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，并確定行星和恒星系統(tǒng)的特征，科學(xué)家們開發(fā)了新技術(shù)來跟蹤這顆在其軌道上運(yùn)行的年輕行星。通過同時(shí)模擬行星如何阻擋穿過恒星表面的光線，以及恒星的冷斑如何改變其發(fā)射的內(nèi)在光線來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。展望未來，這個(gè)系統(tǒng)將使天文學(xué)家能夠更好地了解處于萌芽階段的行星。特別感興趣的是，‘熱海王星’是如何移動(dòng)或形成如此接近它們主星的。

這是一個(gè)由來已久的天文之謎，DS TUC Ab可能是幫助解開這個(gè)謎團(tuán)的完美人選。它的年輕意味著它可能沒有在更遠(yuǎn)的地方形成，并被碰撞或其他外力踢得離宿主更近。但它相對(duì)平坦的軌道傾斜度表明，它也不是通過與宿主恒星的伴星相互作用而被拉到這個(gè)位置。這是一個(gè)非常特殊的系統(tǒng)，它可以教給我們很多關(guān)于行星系統(tǒng)如何演化的早期階段的知識(shí)。