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距离类太阳恒星较远的巨行星令天文学家感到困惑

2021-5-25 15:36| 发布者: xxxxxxxxx| 查看: 7769| 评论: 0

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翻译:贺玉影

校对:苗阳 陈昱光

编排:陈宏宇

后台:库特莉亚芙卡 李子琦  徐⑨坤 胡永威

原文链接:https://phys.org/news/2021-04-giant-planet-large-distance-sun-like.html



系外行星YSES 2b(右下)及其恒星(中)的直接图像。恒星被星冕仪*挡住了。图源:ESO/SPHERE/VLT/Bohn等。



译注:关于星冕仪/日冕仪coronagraph:

以下引自国家天文科学数据中心:

coronagraph 日冕仪:能在非日食时用来研究太阳日冕和日珥的形态和光谱的仪器。

以下引自维基百科:日冕仪(Coronagraph)是法国默东天文台的贝尔纳·费迪南·李奥在1930年发明的一种观测装置,设计当时主要用来研究太阳的日冕和日珥的形态及光谱变化。……一般的时候,因为太阳本身太亮了,我们很难观测到相对较暗(与太阳相比约是一百万分之一亮度)的日冕部分;但在日食,月亮挡住了太阳圆盘大部分的面积,使得周围黯淡的日冕及色球层可以显现出来,就可以进行观测。那这样的话,何不做一个人工“月亮”,挡在望远镜和太阳中间,把太阳光遮掉,不就可以观测到日冕了?这就是最初的日冕仪构想,使用档板遮掉太阳光,就可以观测到太阳周围的日冕等区域。……在以往的观测历史上,日冕仪大都是拿来观测太阳,不过现在却有了变化。日冕仪开始广泛的被用在寻找系外行星的用途上,只要把恒星的光遮掉,那么我们只要拥有精良的仪器,就可以观测到绕着此颗恒星跑的黯淡天体,或许就能发现更多的系外行星。这种“星际日冕仪”和太阳日冕仪虽然概念相似,但主要的设计截然不同:太阳视直径约有1900角秒,但是在太阳系附近的恒星典型的视直径却是0.0005-0.002角秒。如此小的角度使得在设计上必须与自适应光学搭配以达到较佳的角分辨率。虽然以此方法观测到的系外行星以类木行星,尤其是热木星居多,但是目前(2010)NASA主持的TPF计划(类地行星发现者)在此方面的进展迅速,已经做到能使小型望远镜直接观测系外行星(如HR 8799)的程度了。

由荷兰科学家领导的一个天文学家小组拍摄到了一颗巨行星围绕着一颗类太阳恒星远距离运行的照片。这颗行星的体量和来源都是一个谜。研究人员将在《天文学与天体物理学》杂志上发表他们的研究成果。

这颗行星名为YSES 2b,距离地球360光年,朝南天星座苍蝇座方向。它是一颗气态行星,比木星重6倍,而木星已经是我们太阳系里最大的行星了。它与其恒星的距离是地球与太阳距离的110倍(或木星与太阳距离的20倍)。它的“太阳”还只存在了1400万年,就好像是我们的太阳的儿童期了。

它公转轨道之宽让天文学家十分困惑,好像和我们最熟悉的两种大型气态行星公转模式都对不上。如果它原本就离恒星那么远,并且是由核吸积*的方式形成的话,那它也太胖大了,毕竟距离那么远,没有那么多的“材料”给它。那如果它是由行星盘的所谓“引力不稳定性*”造成的,它又显得小了些。第三种可能是:它是在靠近恒星的地方通过核吸积形成,然后向外走了。但是这个“迁移”需要另一颗行星的引力影响,而研究人员还没有找到它。

译注:以下引自国家天文科学数据中心:

accretion 积吸:天体因自身的引力俘获其周围物质而使其质量增加的过程。

gravitational instability 引力不稳定性:引力作用下密度涨落发生非线性增长的特性。

天文学家近期将继续探究这颗特殊的行星及其恒星的环境,力图进一步了解它们,并将继续搜寻其他围绕年轻的类太阳恒星运转的气态行星。至于类太阳恒星周围的类地行星,我们目前的望远镜还不够大,无法直接拍摄到它们的影像。

首席研究员,莱顿大学的亚历山大·伯恩指出:通过继续调查更多类似木星的系外行星,我们将更多地了解类太阳恒星周围气态巨行星的形成过程。”

YSES 2b行星是通过 “青年太阳系外行星调查”(YSES)发现的。此项调查已于2020年首次提供了围绕类太阳恒星的多行星系统的直接图像。研究人员于2018年和2020年使用位于智利的欧洲南方天文台(ESO)的甚大望远镜进行了观测。他们使用了该望远镜的SPHERE(Spectro-Polarimetric High-Contrast Exoplanet Research,光谱-偏振-高对比度系外行星研究)仪。该仪器由荷兰共同开发,可捕捉到来自系外行星的直接和间接光线。

责任编辑:郭皓存

牧夫新媒体编辑部

END

『天文湿刻』 牧夫出品

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暮光时分的地球

影像提供: NASA

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