天文学家首次捕捉到一颗婴儿行星的图像,它正在穿过围绕其恒星的尘埃盘,这颗橙矮星距离地球 113.4 秒差距(370 光年)。
这颗恒星被称为 PDS 70,天文学家长期以来一直怀疑它周围轨道上是否存在这颗行星。 他们将新发现的伴星命名为 PDS 70b。
尽管我们有一个相当可靠、可信的行星形成模型,但事实证明,对其进行确认要困难一些。
我们知道,当恒星刚刚形成时,它们会被赤道周围的尘埃、岩石和气体组成的旋转盘围绕着运行。 人们认为,当这些粒子相互碰撞、引力逐渐增强、从轨道收集物质并最终形成行星时,就会发生行星吸积。
天文学家已经发现了几个已知的原行星盘与该轨道间隙一致的间隙, 乃至获得的光谱数据与行星的存在一致。
但实际上拍摄一颗正在诞生的行星并不那么容易。 这是因为系外行星通常距离太远,因此太微弱,无法被我们的光学望远镜捕捉到,特别是当它们可能反射的任何光线被恒星的亮度遮挡时 - 这与我们在白天看不到恒星的原因相同在地球上。
一个显着的差距是2012年在PDS 70的原行星盘中发现,因此,马克斯·普朗克天文研究所和欧洲南方天文台的研究人员决定在这里寻找一颗婴儿行星。
“年轻恒星周围的这些圆盘是行星的诞生地,但到目前为止,只有少数观测发现其中存在婴儿行星的迹象,”MPIA 的天文学家 Miriam Keppler 说道。
“问题是,到目前为止,大多数候选行星可能只是光盘中的特征。”
PDS 70 具有一些使其成为此类搜索的良好候选者的功能。 它的原行星盘很大,半径约为 130 个天文单位(地球与太阳之间的距离;柯伊伯带仅达到约 50 个天文单位)。
作为一颗橙矮星,其质量略低于太阳,它也不是非常明亮,这意味着它非常适合用日冕仪进行观测。 这是图像中心的黑色圆圈,由一个圆盘创建,用于遮挡恒星的明亮光线,以便其他物体变得可见。
即便如此,仍需要特殊的滤光片来阻挡特定波长的光,以使其他特征可见。
这就是专门的行星搜寻仪器的所在领域ESO 的甚大望远镜出现了。利用其日冕仪和偏振滤光片,研究小组发现了一颗非常大的行星在 PDS 70 原行星盘的间隙中运行,这意味着它可能仍在积累物质的过程中。
第二篇论文中描述了对这颗行星的进一步分析,这是根据它的光谱进行的。
它的质量是其数倍,其轨道约为 22 天文单位,仅比围绕太阳的轨道。 绕恒星运行一周大约需要 120 个地球年,其表面温度约为 1,200 开尔文。
这比我们太阳系中的任何行星都要热得多 -最热,平均气温为只有 737 开尔文。
PDS 70b 似乎也被云层包裹着,这些云层改变了来自行星核心和大气层的辐射。
尽管它不是一颗潜在的宜居行星(这似乎是系外行星研究最常见的焦点),但这颗仍在形成的行星是第一颗被证实的行星,这使其成为行星科学的重要发现。
“开普勒的结果为我们提供了了解行星演化的复杂且知之甚少的早期阶段的新窗口,”MPIA 的天文学家安德烈·穆勒 (André Müller) 说道。
“我们需要观察年轻恒星盘中的行星,才能真正了解行星形成背后的过程。”