Planet Discovery 揭示不同步的雙星系統(tǒng)

由氣體和塵埃組成的原行星盤在年輕恒星周圍形成，這就是行星的來源。

這些磁盤不會永遠(yuǎn)存在。最終，恒星的能量輸出通過光蒸發(fā)消散了圓盤，物質(zhì)被行星吸收，行星形成過程停止。

預(yù)計所有年輕的恒星都有原行星盤，這些塵埃環(huán)境使得很難看到年輕行星的形成。

天文學(xué)家最近觀測到一顆具有獨(dú)立盤的雙星。主恒星已經(jīng)清除了它塵土飛揚(yáng)的原行星盤，而它的伴星還沒有?，F(xiàn)在，這顆主恒星已經(jīng)清除了遮蔽的塵埃，它是直接對行星進(jìn)行成像的絕佳目標(biāo)。

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該研究的標(biāo)題為”在太陽系尺度上繞軌道運(yùn)行的年輕巨行星的直接成像發(fā)現(xiàn)“，它發(fā)表在天文學(xué)和天體物理學(xué).主要作者是 Tomas Stolker。他是荷蘭萊頓大學(xué)萊頓天文臺的天文學(xué)家助理教授。

這個雙星系統(tǒng)被稱為 HD 135344 AB，它距離地球約 440 光年。A 和 B 都是年輕的恒星，它們彼此繞行很廣，這表明它們的原行星盤是分開演化的。主星是 A 型主序星，次星是 F 型主序星。

這個雙星系統(tǒng)的關(guān)鍵方面是主星已經(jīng)清除了它的原行星盤，而次星則沒有。

這顆次星已經(jīng)被研究了幾十年，主要是因?yàn)樗栽谛纬尚行恰Ｓ^測揭示了盤中的中心腔、旋臂和可變陰影，所有這些特征都表明行星與盤相互作用，即使任何實(shí)際的行星都被厚厚的塵埃遮擋在觀測之外。

另一方面，主星似乎沒有盤，也沒有引起太多關(guān)注。然而，缺乏塵埃使其成為尋找系外行星的重要地點(diǎn)。

在這項(xiàng)新研究中，該團(tuán)隊(duì)使用了甚大型望遠(yuǎn)鏡（VLT） 及其球系外行星儀器直接對圍繞主星 HD 135344 A 運(yùn)行的行星進(jìn)行成像。我們花了四年時間用強(qiáng)大的儀器進(jìn)行專門的觀測，才發(fā)現(xiàn)了它。

“星 A 從未被調(diào)查過，因?yàn)樗话疟P。我和我的同事們都很好奇它是否已經(jīng)形成了一顆行星，“斯托爾克在新聞稿.

“所以，經(jīng)過四年的仔細(xì)測量和一些運(yùn)氣，答案是肯定的。”

HD 135344 Ab 是一顆年輕的行星，大約有 10木星群眾。它的軌道距離恒星 15-20 個天文單位，其光譜類型為 mid-L，這意味著它彌合了褐矮星或氣態(tài)巨行星之間的差距。它的年齡不超過 1200 萬年，是最近最年輕的直接成像行星之一。

主星已經(jīng)停止形成行星，而次星仍在形成行星的事實(shí)表明，雙星可以具有不同的行星形成和原行星盤壽命。

當(dāng)他們第一次探測到這顆行星時，尚不清楚它是行星還是恒星。但 VLT 是一款功能強(qiáng)大且靈活的望遠(yuǎn)鏡。它由四個獨(dú)立但相同的示波器和四個較小的輔助示波器組成，前者可用作干涉儀，后者可以獨(dú)立定位。

這使得 VLT 和 SPHERE 能夠非常準(zhǔn)確地繪制行星的位置。隨著時間的推移，他們看到這顆恒星和疑似行星一起移動，證實(shí)了它是一顆行星。

“不過，我們很幸運(yùn)，”Stolker 說?！靶行呛秃阈侵g的角度現(xiàn)在非常小，以至于 SPHERE 幾乎無法檢測到這顆行星?！?/p>

觀測和成像系外行星是一項(xiàng)極其艱巨的任務(wù)。大多數(shù)系外行星的發(fā)現(xiàn)都是從觀測數(shù)據(jù)中推斷出來的，并附有藝術(shù)家的插圖，這些插圖是對數(shù)據(jù)的解釋。雖然 HD 135344 Ab 的圖像沒有顯示任何行星細(xì)節(jié)，但它們是直接圖像而不是表示。

研究人員表示，這顆行星可能形成于其太陽系的雪線附近?？茖W(xué)家們認(rèn)為，這是巨行星形成的關(guān)鍵區(qū)域。

那里有不同的材料，因?yàn)樗?、氨和甲烷等揮發(fā)物在那里是固體而不是氣體。對可用固體表面的集體提升意味著塵埃顆粒更容易粘在一起并最終長成行星。

確定這顆行星不是背景恒星是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，因?yàn)楸尘昂阈亲璧K了系外行星的直接成像。Gaia 天體測量數(shù)據(jù)在其中起著重要作用。

作者解釋說：“這項(xiàng)研究還強(qiáng)調(diào)了高精度天體測量的重要性，以便在非靜止背景恒星區(qū)域中將軌道與背景運(yùn)動完全分離。

但這也需要一些幸運(yùn)的時機(jī)。“然而，HD 135344 Ab 的發(fā)現(xiàn)很大一部分運(yùn)氣，因?yàn)槲覀冄刂鋬A斜的軌道以有利的分離捕捉到了這顆行星，”作者在結(jié)論中寫道。

“在未來 10 到 20 年里，與恒星的角度分離將減少到 ≈10-35 mas，這意味著這顆行星在其軌道的大部分時間里都不會被 SPHERE 發(fā)現(xiàn)。”

直接成像調(diào)查顯示，像這樣的巨行星在距離更寬的 20 au 或更大范圍內(nèi)很少見。當(dāng)歐洲航天局的蓋亞天文測量任務(wù)于 2026 年發(fā)布其第四個數(shù)據(jù)集時，預(yù)計對這些行星的較短間隔探測將會增加。這些數(shù)據(jù)將指導(dǎo)直接對更多系外行星進(jìn)行成像。

研究人員解釋說：“Gaia DR4 可能會揭示恒星形成區(qū)域中類似近鄰巨行星的跡象，這將指導(dǎo)直接成像搜索和后處理算法。

作者寫道：“HD 135344 Ab可能是在雪線附近形成的巨行星種群的一部分。

“由于大多數(shù)調(diào)查和觀測策略尚未針對如此小的分離進(jìn)行優(yōu)化，因此這些天體仍然難以探測?！?/p>

如果有像這樣的年輕巨行星群，系外行星的科學(xué)家們會很想找到它們。他們可以從他們那里學(xué)到很多關(guān)于巨行星形成的知識。當(dāng)他們檢測到它們時，下一步是更詳細(xì)地研究它們。

即將到來的超大望遠(yuǎn)鏡將于 2029 年重見天日，將有能力做到這一點(diǎn)。這將揭示更多關(guān)于這些行星、它們的組成以及它們是如何形成的信息。

本文最初由今日宇宙.閱讀原創(chuàng)文章.

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