COCONUTS-2b 的插图。 (B. 贝斯/SOEST/呃)
系外行星是狡猾的小野兽。
由于它们非常小、非常暗淡、距离很远,直接看到它们是非常困难和罕见的。 因此,我们通常从它们对宿主恒星的影响来推断它们的存在? 这意味着当我们在奇怪的场合直接看到一个人时,就会感到兴奋。
当你发现一颗名为 COCONUTS-2b 的系外行星绕着一颗名为 COCONUTS-2 的恒星运行时,你应该感到兴奋。
COCONUTS-2b(以 COol Companions ON Ultrawide OrbiTS 调查命名)不仅是迄今为止最接近地球的直接成像系外行星? 距离仅35光年? 这是系外行星发现中的罕见现象:一颗相对较冷的巨大气态巨行星,在很远的距离上绕其恒星运行。
“COCONUTS-2 拥有一颗位于超宽分离轨道上的巨大行星,并且拥有一颗非常酷的中心恒星,它代表了一个与我们太阳系截然不同的行星系统,”said astronomer Zhoujian Zhang夏威夷大学天文学研究所的教授。
COCONUTS-2b,左上角的红点。 (Zhang 等人,《天体物理学杂志快报》,2021 年)
探测系外行星的最常见方法依赖于系外行星可能对主恒星产生的两种影响。 第一种称为凌日法,它依赖于恒星光线深度的变化。 当一颗系外行星在其轨道上经过我们和它的主恒星之间时,这种凌日现象可以通过恒星光线的微弱减弱来检测到。
径向速度(或“摆动”)方法依赖于恒星光波长的变化。 当系外行星绕恒星运行时,它会施加轻微的引力影响,导致恒星轻微摆动。 当它以小的圆周运动移动时,它的光的波长随着它靠近和远离我们而轻微变化。
这两种方法都能够最好地探测到质量大且靠近地球的系外行星? 质量大,因为信号更大,更容易辨别;而距离近,因为它们绕轨道运行速度很快,这意味着天文学家可以获得所需的多个信号,以确认它们是由绕轨道运行的天体而不是随机经过的物体引起的。
然而,它距主星的距离很远? 大约 6,471 个天文单位,是地球与太阳之间平均距离的 6,471 倍? 这使得 COCONUTS-2b 在直接图像中可见。 在这个距离上,它的轨道周期约为 110 万年(即可能是一个记录对于已知的系外行星)。
“直接探测和研究其他恒星周围的气态巨行星发出的光通常非常困难,因为我们发现的行星通常具有小间隔轨道,因此被埋在其主恒星的耀眼光芒中,”天文学家迈克尔·刘说夏威夷大学的。
让它可见的是,虽然对于一颗气态巨行星来说温度很冷,但它仍然相当温暖,温度约为 434 开尔文(161 摄氏度,或 322 华氏度),尽管它与恒星的温暖距离很远。
COCONUTS-2b 还很年轻,只有 8 亿年左右; 它的温暖温度是系外行星形成过程中的余热,被困在巨大的系外行星内部,质量是太阳系外行星质量的六倍。 这种热量意味着这颗系外行星发出微弱的红外波长光? 足以在直接图像中辨别。
其巨大的轨道距离也将为未来的研究带来其他好处。 它也许能够帮助我们更好地了解气体巨星是如何形成的,这是一个我们仍然不太了解的过程? 仔细研究它将有助于我们更好地了解天然气巨星的多样性。
“凭借其巨大的轨道间隔,COCONUTS-2b 将成为研究年轻气态巨行星的大气和成分的绝佳实验室,”刘说。
该研究发表于天体物理学杂志通讯。