天文学家开发出新技术：可以阐明行星诞生的早期阶段！

凡八哥

一种新的天文观测，帮助揭示了一颗类似海王星的幼年系外行星可能的演化史。为了研究一颗名为DS TUC Ab的非常年轻行星，哈佛史密森天体物理中心领导的一个团队，包括六名卡内基天文学家-约翰娜·特斯克、莎伦·王、斯蒂芬·谢克曼、保罗·巴特勒、杰夫·克兰和伊恩·汤普森-开发了一种新的观测建模工具，其研究发表在《天体物理学》期刊上。


这是首次测量到一颗年龄小于4500万岁（约为太阳系年龄的1/100）非常的行星轨道倾斜度。哈佛史密森天体物理中心该研究的主要作者乔治·周说：在行星形成和我们看到它们之间可能会发生很多事情，发现的绝大多数行星都已经长大，但我们不知道它们年轻时的样子。DS TUC Ab是一颗炙热的类海王星，它在一个相对平坦的平面上，以较短的8天周期围绕双星系统中的一颗恒星运行。


新南威尔士大学的本·蒙特特解释说：DS TUC Ab正处于一个有趣的年龄，因为它围绕其主恒星形成的气体和尘埃的旋转盘已经消散。研究并使用了一种不同的技术来研究这颗行星，研究人员可以看到这颗行星，但认为对于其他遥远恒星的轨道来说，它还太年轻，无法“操纵”它的轨道。DS TUC Ab是达特茅斯的伊丽莎白·牛顿和其团队在2019年使用NASA“苔丝号”（TESS）任务数据发现的。


同年，意大利国家天体物理研究所的科学家，发表了一篇平行的发现论文。不久之后，研究人员开始使用位于智利卡内基的拉斯坎帕纳斯天文台麦哲伦望远镜上的行星探测器光谱仪来观测这颗行星。其目标是确定这颗新形成的行星，在过去是否经历过一些混乱的动力相互作用。天文学家经常发现围绕其他恒星运行的行星轨道与太阳系中的行星有很大不同。


由于外行星的拖曳，一些已经被发现在极地轨道上，甚至是逆行轨道上。为了回答这个问题，研究人员观察了DS TUC Ab从其宿主恒星前面经过时的情况，以测量该行星对恒星光的影响。例如，如果行星在穿过恒星表面时阻挡了等量的光，这将表明它的轨道排列良好。然而，DS TUC Ab主星上的大量恒星斑点，使这项测量变得非常困难。


为了应对这些挑战，并确定行星和恒星系统的特征，科学家们开发了新技术来跟踪这颗在其轨道上运行的年轻行星。通过同时模拟行星如何阻挡穿过恒星表面的光线，以及恒星的冷斑如何改变其发射的内在光线来实现这一点。展望未来，这个系统将使天文学家能够更好地了解处于萌芽阶段的行星。特别感兴趣的是，‘热海王星’是如何移动或形成如此接近它们主星的。


这是一个由来已久的天文之谜，DS TUC Ab可能是帮助解开这个谜团的完美人选。它的年轻意味着它可能没有在更远的地方形成，并被碰撞或其他外力踢得离宿主更近。但它相对平坦的轨道倾斜度表明，它也不是通过与宿主恒星的伴星相互作用而被拉到这个位置。这是一个非常特殊的系统，它可以教给我们很多关于行星系统如何演化的早期阶段的知识。


博科园｜研究/来自：卡内基科学研究所
参考期刊《天体物理学》《天文学》
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