一幅令人眼花缭乱的系外行星新直接图像拓宽了我们对广阔宇宙中行星系统多样性的理解。
这颗系外行星被称为半人马座 b,它绕的不是一颗恒星,而是两颗恒星? 一个名为 b Centauri 的双星系统,距我们 325 光年。
该恒星系统是已确定的系外行星中质量最大的双星系统。 到目前为止,天文学家并不认为像半人马座 b 这样炽热且巨大的恒星甚至不可能拥有一颗系外行星。
这两颗恒星的质量加起来高达太阳质量的 10 倍。 研究人员表示,此前还没有发现任何系外行星围绕一颗质量超过三个太阳质量的恒星运行。
(ESO/Janson 等人)
上图:系外行星 b 半人马座 b 的直接图像,见右下角,位于左上方双星半人马座 b 的轨道上。
半人马座 b 也毫不逊色? 它的质量绝对高达 10.9 倍。 它的轨道距离长达 556 个天文单位,大约是木星距太阳平均轨道距离的 100 倍。
“在半人马座 b 周围发现一颗行星非常令人兴奋,因为它彻底改变了大质量恒星作为行星宿主的形象,”天文学家马库斯·詹森说瑞典斯德哥尔摩大学。
拍摄系外行星本身就是一项壮举。 它们距离很远,反射的光非常微弱,尤其是像星星这样明亮的东西,用更强大的辐射照亮附近。 由于这些原因,用我们目前的技术通常不可能直接看到系外行星。
半人马座 b 是一个罕见的例外。 它很大,相对较近,而且距离它所绕轨道运行的恒星足够远,因此它们的光线不会超过它而变得不可见。
该系统在其他方面也很有趣。 它非常年轻,只有 1500 万年左右的历史(太阳大约有 46 亿年的历史)。
这些恒星彼此绕轨道运行的距离如此之近,以至于直到最近,它们还被认为是一颗恒星。 年轻恒星和大质量恒星都非常热; 半人马座 b 的主星确实非常热。 这就是所谓的B型星,如此炽热和明亮,以至于呈现出蓝色。
由于这些恒星会发射出如此强烈的 X 射线和紫外线辐射,因此人们认为在它们附近可能很难形成系外行星。 半人马座b的发现,表明这并非不可能? 但这个世界仍然不太可能适合居住。
“半人马座 b 的行星是一个外星世界,其环境与我们在地球和太阳系中所经历的完全不同,”天文学家加亚特里·维斯瓦纳特说斯德哥尔摩大学。
“这是一个恶劣的环境,以极端辐射为主,一切都在巨大的规模上:恒星更大,行星更大,距离也更大。”
研究人员表示,这些距离可能是了解这颗系外行星如何生存下来的关键。 这种分离可能阻止了这颗气态巨行星被更接近的更强烈的辐射蒸发。
然而,半人马座 b 也对我们的行星形成模型提出了挑战。 恒星由一团物质在分子云中形成,这些物质在自身重力作用下塌陷并开始旋转。
这个过程导致气体和尘埃盘围绕恒星旋转,并进入恒星内部。 一旦恒星形成完成,剩余的物质就会继续在其周围的圆盘中旋转。
随着时间的推移,物质团块将开始粘在一起,积累成越来越大的物体,最终形成行星。 这就是所谓的核心吸积模型? 但半人马座 b 被认为距离其恒星太远,无法通过这种方法在那里形成。
或者,系外行星可以通过引力不稳定形成,其中盘中的一团气体和尘埃直接塌缩成行星。
然而,b Centauri b与b Centauri的质量比非常接近木星与太阳的质量比,这表明核心吸积模型是可能的。 在这种情况下,系外行星可能形成于距离双星更近的地方,并向外迁移到当前位置。
无论它是如何形成的,这颗系外行星都是一个异常值,它正在帮助我们重新定义对行星系统的理解。 它表明,考虑到之前发现的数千颗系外行星,系外行星的形成地点可能与我们想象的完全不同且更加极端。 弄清楚它的起源和演变只会让我们学到更多。
“试图弄清楚它是如何形成的,这将是一项有趣的任务,目前这还是一个谜。”詹森说。
该团队的研究成果发表于自然。