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天文学家发现在类似太阳的恒星周围近距离轨道上运行的气态巨行星TOI 849 b核心

天文学家发现在类似太阳的恒星周围近距离轨道上运行的气态巨行星TOI 849 b核心

天文学家发现在类似太阳的恒星周围近距离轨道上运行的气态巨行星TOI 849 b核心(Credit: University of Warwick/Mark Garlick

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:天文学家已经发现了一颗在类似太阳的恒星周围近距离轨道上运行的气态巨行星完整暴露核心。这一发现将给天文学家提供一个难得的机会来探测一个古老外星世界的核心,他们的发现可以让我们了解太阳系中气体巨行星的核心,包括木星和土星。

美国国家航空航天局(NASA)的Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS)发现了这个核心,它的设计目的是为了观测广阔的夜空,并寻找星光中的微小凹陷,当行星从望远镜和遥远的恒星表面之间穿过时,就会出现这种情况。TESS在距离地球约730光年的一颗类太阳恒星上记录了这样的波动。对数据的分析显示,这颗恒星正被一个天体,现在被命名为TOI 849 b,非常紧密地绕着它运行,这个天体的大小大致相当于我们太阳系中的海王星。

据研究小组称,TOI 849 b与恒星的距离如此之近,以至于它每18小时就会完成一次轨道运行。除了给这个奇怪的天体带来难以置信的短暂年份外,紧凑的轨道还会让TOI 849 b遭遇来自其母星的过量辐射,导致其表面温度达到1800K左右。这颗恒星的伴星被发现在被称为海王星沙漠的地方运行,这是一个围绕恒星的空间区域,根据目前的模型,天文学家预计不会在这里找到比海王星更大的行星。

在首次发现后,天文学家利用安装在欧洲南方天文台位于智利阿塔卡马沙漠3.6米望远镜上的HARPS仪器进行了跟踪观测。HARPS能够准确跟踪系外行星绕恒星运行时运动中的微小晃动。这些晃动表现为行星的光信号。从HARPS数据中,可以计算出TOI 849 b的质量。一旦结合对该行星大小的测量,研究人员就能估计出它的密度,并由此对这个世界的构成进行最佳猜测。研究人员发现TOI 849 b的质量大约相当于40个地球,然而它的半径只有地球的3.4倍。因此,它的密度必须非常大,说明它主要由铁、岩石和水组成,而相对较轻的元素氢和氦的含量很少。

这很奇怪,因为像TOI 849 b这样的天体,在行星形成过程中应该会积累大量的氢和氦。简单地说,它应该是一个类似于我们太阳系中木星的气态巨行星。根据缺乏预期的气体、外星世界密集构成及其紧密的轨道等综合因素,使得研究人员得出结论,TOI 849 b是一个暴露的行星核心。然后,研究小组试图确定其中原因。为此,研究人员将他们的数据输入了一个被称为行星形成和演化的伯尔尼模型科学模型中。伯尔尼模型考虑到了一系列已知在行星发展和演化中至关重要的过程,例如已知它们凝聚而成的吸积盘行为,以及年轻的行星体如何在引力作用下相互影响。

有人提出了两种可能的情况来解释导致发现暴露核心的事件。一种可能是,该天体确实曾经与木星相似,随后它的巨大气体包层被耗尽。强烈的恒星辐射可能会从这颗气态巨行星的表面剥离出大量的物质,将其轰入太空。然而,这并不能说明气态巨行星大气层的全部情况。还必须在遥远的过去某个时候与另一个行星体发生过剧烈的碰撞,或者行星在经过太靠近母星的地方时被严重破坏。或者,TOI 849 b可能只是一颗失败的气态巨行星。

相关报道:科学家一瞥巨型气态行星核心 或有助于揭秘土星内部构成

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:外媒报道,像木星这样的气态巨行星是非常有趣的天体,同时它们也很神秘,因为没有人真正知道在构成它们厚厚大气层的几英里深的气体中究竟潜伏着什么东西。要想看到一颗气态巨星的核心,最好的办法可能就是找到一颗已经被附近恒星烧掉的行星的核心。而这正是华威大学的研究人员所做的,他们在研究一颗被称为TOI 849 b的行星,其是一个曾可能是一颗巨大热木星但已被烧尽的外壳。

热木星行星是轨道特别靠近其主恒星的气态巨行星。它们被系外行星调查项目发现,但却没有人真正知道它们的未来。它们究竟是向更舒适的距离外移动,还是继续靠近它们的恒星然后慢慢燃烧,就像TOI 849 b所发生的那样?

在他们发表在《自然》杂志上的论文中,研究人员解释了这颗岩状行星的核心是如何可能曾经是一颗巨大的气体行星的。科学家们提出的另一种可能性是,这颗行星是一颗失败的气体巨行星,它无法聚集足够的气体来形成像热木星那样著名的巨大气球。

而研究人员提出的最后一种可能性是,行星的核心是一颗气体巨行星跟另一个巨大天体相撞后的残留物。这样的撞击会极大地破坏这颗星球并有可能让其丰富的气体飞到其他地方。

这足以让人兴奋但也存在一些弊端。比如这颗行星--或者确切的说,其剩余部分--距离地球730光年。从宇宙的角度来说,这并不是一个很大的距离,但它仍足够让研究人员无法真正看清它。他们是可以估算出它的大小和质量,但也仅此而已。

相关报道:气态巨行星“内心”首次发现 有望揭示类木行星形成演化之谜

(神秘的地球uux.cn报道)据科技日报(刘霞):英国天文学家在最新一期《自然》杂志撰文称,他们最近发现了一颗新型天体,正在与一颗遥远的恒星“共舞”。该天体可能是一颗气态巨行星的内核,让他们得以首次管窥此类行星的“内心”,从而揭示其形成演化之谜。

研究人员称,诸如木星和土星等气态巨行星被称为“类木行星”,在这些行星上,浓厚的氢气和氦气包裹着一个固体内核,但以前从未有人看见这些固体内核,最新天体据信是一颗气态巨行星浓厚大气层被剥夺后留下的固体内核。

据英国《独立报》网站2日报道,此项研究第一作者、华威大学的大卫·阿姆斯特朗及其同事借助一个计算机程序,收集并分析了美国国家航空航天局(NASA)的“凌日系外行星勘探卫星”(TESS,又名“苔丝”)提供的数据,根据其中与裸露行星内核有关的数据发现了一些候选天体。随后,他们使用位于智利的“高精度径向速度行星搜索器”(Harps)光谱仪测量这些天体的质量,结果发现这颗天体的质量远远超出他们的预期。他们将这颗行星命名为TOI 849 b。

研究结果表明,该行星围绕距离地球370光年远的一颗类日恒星旋转,其半径约是地球的3倍半,但质量约是地球的39倍。鉴于TOI 849 b与母恒星的距离非常近,因此其公转周期仅18个小时,表面温度高达1527℃。

目前,该行星只留下一个固体内核,研究人员并不确定这颗恒星是在一次碰撞中失去了大气层,还是从未拥有过大气层。

阿姆斯特朗表示:“最新研究令人激动的另一个地方在于,我们在‘热海王星沙漠’区域发现了这颗行星,在这一区域一般找不到行星。这表明,这颗行星经历了非同寻常的演变历程,这暗示着它很有可能失去了大气层,不过,我们需要更多观测才能最终确定,进一步观察结果可能有助于我们测试有关气体巨行星如何演化的理论。”

研究人员最后表示,木星内核仍有很多未解之谜,像TOI 849 b这样的系外行星让他们可以更好地厘清类木行星的形成和演化历程。




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