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天文學(xué)家揭示一顆“嬰兒”氣態(tài)巨行星的形成過程

時(shí)間:2022-04-07 08:52:03 來源: cnBeta.COM


在這個(gè)系統(tǒng)的中心是AB Aurigae星,(也叫AB Aur)。這顆恒星相對(duì)年輕,大約有200萬年的歷史,這使得它與我們太陽系中的行星最初形成時(shí)的年齡大致相同。這顆恒星系統(tǒng)中的一顆行星是Aurigae b,(也叫AB Aur b),這是一顆令人驚訝的大型氣態(tài)巨行星,質(zhì)量大約是木星的九倍。不過,它的大小并不是這顆行星唯一不尋常的地方,因?yàn)锳B Aur b是在離其恒星極遠(yuǎn)的地方被發(fā)現(xiàn)的。這顆行星在距離AB Aur的86億英里處運(yùn)行,被發(fā)現(xiàn)的距離大約是冥王星目前圍繞太陽運(yùn)行的距離的兩倍。

國際團(tuán)隊(duì)使用包括斯巴魯望遠(yuǎn)鏡和哈勃太空望遠(yuǎn)鏡在內(nèi)的工具來觀察這個(gè)系統(tǒng),并檢查恒星周圍的氣體盤。綜合來看,讀數(shù)提供了一個(gè)真正巨大的行星體的證據(jù),它處于起步階段。

作者之一Kevin Wagner在接受亞利桑那大學(xué)的采訪時(shí)說:“我們?cè)谶@個(gè)盤中觀察到的旋臂特征正是我們應(yīng)該期待的,如果我們有一顆質(zhì)量相當(dāng)于木星或更大的行星存在于這些塵埃結(jié)構(gòu)中。 一顆大質(zhì)量的行星應(yīng)該把它們擾動(dòng)成和我們?cè)谶@里看到的一模一樣。”

現(xiàn)代天文學(xué)家的普遍共識(shí)是,氣態(tài)巨行星可能是在新形成的恒星周圍出現(xiàn)的氣體和塵埃的原行星盤中形成的。他們并不十分確定必須發(fā)生什么樣的過程,才能使上述形成發(fā)生。

最普遍的觀點(diǎn),即所謂的核心吸積,是當(dāng)小塊物質(zhì)碰撞并粘在一起,隨著時(shí)間的推移,這些物體的引力吸引越來越多的物質(zhì),這個(gè)過程就開始了。最終,有足夠的物質(zhì)被引力固定在一起,形成一顆行星。另一種理論,稱為盤狀不穩(wěn)定性,是指有一個(gè)大的物質(zhì)盤,冷卻后分解成類似行星的大塊,然后發(fā)展成行星。

AB Aur b的發(fā)現(xiàn)很關(guān)鍵,因?yàn)樗x它的恒星太遠(yuǎn)了,不可能通過核心吸積形成。它更有可能是一個(gè)圓盤的碎片,由天文學(xué)家在這項(xiàng)新研究中描述的 “暴力和快速的引力塌縮過程”形成。

該研究表明,由于“大多數(shù)研究都分析了成像的、完全形成的行星的數(shù)量統(tǒng)計(jì)學(xué),以限制行星的形成”,目前對(duì)經(jīng)典的核心吸積模型的預(yù)期將上述形成置于與我們自己的恒星系統(tǒng)一致的范圍內(nèi)。

AB Aur和原行星AB Aur b顯示了直接的證據(jù),即一顆“比木星質(zhì)量更大”的行星可以在一個(gè)距離內(nèi)形成,這“與經(jīng)典核心吸積模型對(duì)行星形成的預(yù)期形成了鮮明的對(duì)比”。 同時(shí),對(duì)這顆新發(fā)現(xiàn)的行星AB Aur b和它的太陽AB Aur的觀測(cè)顯示了一些特征,這些特征“與通過圓盤不穩(wěn)定形成的太陽系行星模型有著驚人的相似之處”。

據(jù)主要作者Thayne Currie說,這項(xiàng)研究“為我們了解行星形成的不同方式提供了新的啟示”。


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