如今,已确认的系外行星数量达到3,888 个行星系统中的 5,197 个,另有 8,992 名候选人等待确认。
大多数都是特别巨大的行星,范围从以及海王星大小的气态巨行星,其半径约为地球的2.5倍。
其他人口是岩石行星,半径约为 1.4 个地球(又名“超级地球”)。
这对天文学家来说是一个谜,特别是这位可敬的人发现的系外行星在哪里?开普勒太空望远镜很担心。
在开普勒发现的 2600 多颗行星中,半径约为地球 1.8 倍的系外行星显然是罕见的? 他们称之为“半径山谷”。
第二个谜团被称为“豆荚里的豌豆”,指的是在数百个具有和谐轨道的行星系统中发现的大小相似的邻近行星。
在一项由岩石行星中生命必需的挥发性元素的循环莱斯大学的(CLEVER)项目,一个由天体物理学家组成的国际团队提供了新模型这解释了作用在新生行星上的力量的相互作用,从而可以解释这两个谜团。
这项研究由安德烈·伊兹多罗(André Izidoro)领导,他是美国宇航局资助的莱斯大学韦尔奇博士后研究员聪明的行星项目。 聪明星球研究人员也加入了他的行列拉杰迪普·达斯古普塔和安德里亚·伊塞拉,希尔克·施利希廷加州大学洛杉矶分校 (UCLA) 的教授、马克斯·普朗克天文研究所 (MPIA) 的 Christian Zimmermann 和 Bertram Bitsch 教授。
正如他们在最近发表在《自然》杂志上的研究论文中所描述的那样天体物理学期刊通讯,该团队使用超级计算机运行行星迁移模型,模拟了行星系统发展的前 5000 万年。
在他们的模型中,气体和尘埃的原行星盘也会与迁移的行星相互作用,将它们拉近母恒星,并将它们锁定在共振轨道链中。
在几百万年之内,原行星盘就会消失,破坏链条并导致轨道不稳定,从而导致两个或更多行星相撞。 虽然行星迁移模型已被用来研究保留轨道共振的行星系统,但这些发现对于天文学家来说是首次。
正如伊兹多罗在莱斯大学所说陈述:“我相信我们是第一个使用行星形成和动态演化模型来解释半径谷的人,该模型自洽地解释了观测的多重限制。
“我们还能够证明,包含巨大撞击的行星形成模型与系外行星的豆荚中的豌豆特征是一致的。”
这项工作建立在 Izidoro 和 CLEVER Planets 项目之前的工作基础上。 去年,他们使用迁移模型来计算对 TRAPPIST-1 七行星系统的最大破坏。
2021 年 11 月 21 日发表的一篇论文自然天文学,他们使用 N 体模拟来展示这个“豆荚里的豌豆”系统如何在行星迁移引起碰撞的情况下保持其和谐的轨道结构。 这使得他们能够对碰撞的上限和所涉及物体的质量施加限制。
他们的结果表明 TRAPPIST-1 系统中的碰撞与创建地月系统的碰撞相当。
伊齐多罗说:“年轻行星向其主恒星迁移会造成过度拥挤,并经常导致灾难性的碰撞,从而剥夺行星富含氢的大气层。
“这意味着巨大的撞击,比如形成我们月球的撞击,可能是行星形成的普遍结果。”
这项最新研究表明,行星有两种变体,包括比地球大 50% 的干燥岩石行星(超级地球)和富含水冰、体积约为地球 2.5 倍的行星(迷你海王星)。
此外,他们认为,一小部分两倍于地球大小的行星将保留其原始的富含氢的大气层并富含水。
伊兹多罗表示,这些结果与新的观测结果相一致,这些新的观测结果表明超级地球和迷你海王星并不完全是干燥的岩石行星。
这些发现为系外行星研究人员提供了机会,他们将依靠詹姆斯·韦伯太空望远镜对系外行星系统进行详细观测。
韦伯望远镜和其他下一代望远镜将利用其先进的光学、红外成像、日冕仪和光谱仪套件,以前所未有的方式描绘系外行星的大气和表面特征。