雙星系統中發現的系外行星可以解釋為什麼紅矮星會形成大質量行星

近年來，已知的太陽系外行星（又稱系外行星）的數量呈指數級增長。迄今為止，已在 4,310 個恆星系統中確認了 5,799 顆系外行星，數千個候選行星正在等待確認。天文學家特別感興趣的是 M 型（紅矮星）恆星如何非常擅長形成岩石行星。

特別是，天文學家已經發現許多氣態巨行星和質量是地球數倍的行星（超級地球）圍繞著這些低質量、溫度較低的恆星運行。

考慮 TOI-6383A，這是一顆冷矮星，質量不到太陽的一半，它與一顆更小、更冷的伴星一起繞軌道運行。明星 TOI-6383B。在最近的一項研究中，一個國際天文學家團隊在進行「尋找 M 矮星周圍巨型系外行星」(GEMS) 調查時發現了一顆在主恆星前方凌日的巨型行星，命名為 TOI-6383Ab。

這顆行星的大小和質量與該系統的伴星相似，這引發了關於紅矮星中巨行星形成的疑問。

該團隊由博士生 Lia Marta Bernabò 領導。德州大學奧斯汀分校 (UTA) 和德國航空航天中心 (DLR) 的天文學學生。

與她一起參加GEMS 合作的同事包括來自行星系統宜居性中心、卡內基科學地球和行星實驗室、系外行星和宜居世界中心、蘇黎世聯邦理工學院粒子物理和天文物理學研究所、安東潘涅庫克研究所的天文學家。

詳細介紹他們的發現的論文最近被接受發表天文雜誌。這是發表於arXiv預印本伺服器。

TOI6383系統由兩顆距離地球約560光年的紅矮星組成。主星 (A) 的質量和大小約為太陽的 46%，估計表面溫度為 3,444 K（3,170 °C；5,740 °F），約為太陽表面溫度的 60%。

它的伴星 (B) 質量是太陽的 20.5%，大小是太陽的 22%，估計表面溫度為 3,121 K（2,848 °C；5,158 °F）。同時，TOI6383Ab的質量和大小與木星相當，軌道周期約為1.79天。

基於NASA凌日系外行星巡天衛星（TESS）的全天覆蓋，GEMS巡天團隊致力於利用凌日法（凌日光度測量法）尋找M矮星周圍的巨型系外行星（GEMS）。這包括監測恆星亮度的周期性下降，這可能表明行星相對於觀察者在其母恆星前面經過（又稱凌日）。

這由 TESS 檢測到，並透過使用追蹤光度測量和徑向速度測量相結合來確認。

這項調查的目的是檢驗行星如何形成的理論，行星可以分為兩大類。第一種情況是核心吸積模型，其中星子在巨大的核心周圍凝結。

然而，近幾十年來，這個模型受到了質疑，主要是因為它與 M 矮星形成的質量預算和時間尺度不一致。矮星周圍通常有質量較小的原行星盤，這意味著沒有足夠的物質來形成巨行星。

第二種情況是快速形成模型，其中巨大的原恆星盤在自身重力作用下分解成團塊，然後吸積物質並形成行星。在低質量恆星周圍發現的這顆最新的大質量行星將有助於天文學家測試這些相互競爭的模型。

迄今為止，在 M 型紅矮星周圍僅發現了 20 顆巨大的系外行星。 GEMS 調查力求將庫存增加到至少 40 個，以便對這些模型進行更精確的測試。