华盛顿(路透社)——天文学家在一颗年轻恒星的轨道上发现了一颗新生行星,它只花了300万年就形成了——这在宇宙中是相当迅速的——这一发现挑战了目前对行星形成速度的理解。
这个初生的世界,估计大约是地球质量的10到20倍,是迄今为止发现的太阳系外最年轻的行星之一,被称为系外行星。它位于环绕主星的密集气体和尘埃盘的残余(称为原行星盘)旁边,原行星盘为行星的形成提供了成分。
它所环绕的恒星预计将成为一种被称为橙矮星的恒星类型,比我们的太阳温度低,质量也小。这颗恒星的质量约为太阳的70%,亮度约为太阳的一半。它位于银河系中,距离地球约520光年。一光年是光在一年内传播的距离,5.9万亿英里(9.5万亿公里)。
北卡罗来纳大学教堂山分校物理和天文系的研究生、本周发表在《自然》杂志上的这项研究的主要作者麦德森·巴伯说:“这一发现证实了行星可以在300万年内形成一个紧密的形式,这在以前是不清楚的,因为地球需要1000万到2000万年才能形成。”
“我们真的不知道行星形成需要多长时间,”北卡罗来纳大学天体物理学家、该研究的合著者安德鲁·曼恩补充说。“我们知道,巨行星的形成速度必须快于其盘的消散速度,因为它们需要来自盘的大量气体。但圆盘需要500万到1000万年才能消散。那么行星会在100万年内形成吗?5吗?10 ?”
这颗行星被命名为IRAS 04125+2902 b和tidyay -1b,每8.8天绕其恒星运行一圈,其距离大约是太阳系最内侧行星水星与太阳之间距离的五分之一。它的质量介于地球和海王星之间,地球是太阳系中最大的岩石行星,海王星是最小的气体行星。它的密度比地球小,直径大约是地球的11倍。它的化学成分尚不清楚。
研究人员怀疑这颗行星是在离恒星更远的地方形成的,然后向内迁移。
巴伯说:“形成靠近恒星的大行星是困难的,因为原行星盘从离恒星最近的地方消散得最快,这意味着没有足够的物质来形成一颗如此快地靠近恒星的大行星。”
研究人员使用所谓的“凌日”方法探测到它,从地球上的观察者的角度观察到,当行星从它前面经过时,主恒星的亮度会下降。它是由美国宇航局的凌日系外行星测量卫星(TESS)太空望远镜发现的。
“这是已知最年轻的凌日行星。它与已知的最年轻的行星不相上下,”巴伯说。
用这种方法探测不到的系外行星有时会用望远镜直接成像。但这些行星通常都是巨大的,大约是太阳系最大行星木星的10倍。
恒星和行星由星际气体和尘埃云形成。
“为了形成一个恒星-行星系统,气体和尘埃云将坍缩并旋转成一个平坦的环境,恒星位于中心,圆盘围绕着它。行星将在这个圆盘上形成。然后圆盘将从靠近恒星的内部区域开始消散,”Barber说。
“以前人们认为,我们不可能找到这么年轻的凌日行星,因为圆盘会挡住我们的路。但由于某些我们不确定的原因,外盘是弯曲的,给恒星留下了一个完美的窗口,让我们能够探测到凌日,”巴伯补充说。
(Will Dunham报道,Rosalba O'Brien编辑)
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