小恒星与大行星，宇宙中的错配究竟为何？

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科学家们发现了由一颗巨大的气态系外行星和一颗微小的红矮星组成的星系。这对不平衡的配对让他们重新思考已知的关于行星如何形成的一切知识——并且同时思考宇宙中是否还存在大量未被发现的由大型行星围绕着微小的恒星运行的星系。

加泰罗尼亚空间研究所(IEEC)的一个天文学团队对一颗类似木星的大行星进行了一次观测并获得了罕见的发现。这颗大行星围绕着一颗主恒星运行，但是对于这样大小的行星来说，它显得异常微小。红矮星GJ 3512距离地球约30光年，其大小略大于太阳的十分之一。另一方面，它的系外行星的质量几乎是木星的一半，每204天绕矮星运行一周。

到目前为止，在宇宙中发现的4000颗系外行星中，只有10%左右是围绕红矮星运行的。红矮星是最常见的恒星类型，其质量通常不到太阳质量的60%，但由于它们的昏暗，在广阔的夜空中很难看到它们。

发表在《科学》(Science)杂志上的关于GJ 3512的研究表明，这颗特别的红矮星表现出了一些奇怪的行为，移动速度比正常情况下要快，这表明它有一个相当大的伴星。

IEEC的天体物理学家和该研究的主要作者，胡安·卡洛斯·莫拉莱斯博士（Juan Carlos Morales, Ph.D.）回忆说，当第一次观测到这对奇怪的双星时，他认为这是一个双星系统的例子，因为行星系统发出了大量的相关迹象。

“我们非常惊讶，”莫拉莱斯告诉茵莱斯。“这颗行星很罕见，因为理论形成模型表明，低质量恒星通常拥有小型行星，类似于地球或小型海王星。”

一颗气体巨行星围绕着这样一颗小恒星运转，这种不太可能发生的情况挑战了现有的行星形成模型。

普遍接受的“核心吸积理论”(core accretion theory)假设，行星是由更小的粒子在引力的作用下聚集在一起，形成越来越大的粒子，形成一个巨大的天体。

这个理论解释了像地球这样的行星的形成，但是当它涉及到气态巨行星的形成时，它就显得不完备了。气态巨行星需要更快的形成速度来容纳在它们的大气中发现的气体。“圆盘不稳定性”是一个更新的理论，它认为当一个巨大的圆盘由于引力的不稳定性而破裂并形成气体团块时，行星就形成了。

科学家们仍在争论这两种理论，并且同时观察系外行星来判断哪一种理论更有道理。

这个发现的系外行星GJ 5312b很可能是在这颗小恒星周围的不稳定圆盘分裂成块时形成的。

“这些团块可以生长，直到它们形成一个行星，”莫拉莱斯说。“这个过程要快得多，所以更大体积的行星能够形成。因此，我们发现的这颗行星是第一个证明这一机制可能有效的行星。”

图解 : 2013年1月2日：天文学家估计银河系可能包含多达4,000亿颗系外行星，这几乎是每一颗恒星都有一颗行星。

这颗行星甚至可能不是唯一围绕着这颗非常小的恒星的行星。天文学家团队还发现了在这个不寻常的星系中存在第二颗行星的迹象，其质量是海王星的三到四倍。

“我们将继续监测这一系统，以确定第二颗候选行星的特征，甚至寻找更多的迹象，”莫拉莱斯说。

该团队还在调查大约300颗其他的矮星，希望能找到更多围绕小矮星运行的奇怪的系外行星对。

图解：艺术家显示在银河系内的恒星有行星环绕着是多么普通的现象。

摘要:根据行星形成的核心吸积理论预测，与低质量恒星周围的气态巨行星相比，超地球和海王星质量的系外行星出现的频率更高。我们报告了在极低质量恒星GJ 3512周围发现的一颗巨大的行星，这是由光学和近红外辐射速度观测所确定的。这颗行星的最小质量是木星质量的0.46倍，对于这样一个小的主恒星来说，这个质量已经很高了。动力学模型表明，行星间的相互作用极有可能导致高偏心。我们使用模拟来证明GJ 3512行星系统挑战了公认的形成理论，并且它限制了行星的吸积和迁移率。在形成行星时，圆盘的不稳定性可能比以前认为的更有效。

相关知识

太阳系外行星亦称系外行星（Exoplanet），即位于太阳系之外，不绕行太阳公转的行星。截至2018年10月28日，已经被确认的系外行星总共有3869颗（另有超过2800颗尚待确认），当中74%是透过凌日现象发现的；这些行星分属2887个行星系，其中有638个多行星系。开普勒任务已经检测到18,000颗行星候选者，包括262颗位于潜在适居带的候选者。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. Passant Rabie-皮皮扬

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原文地址：今日头条