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科学家首次发现围绕遥远恒星运转的裸露行星核

(2020-07-04 10:50:04)

科学家首次发现围绕遥远恒星运转的裸露行星核

2020年07月03日 10:53 新浪科技

这张想象图展示了一颗海王星大小的行星,位于所谓的“海王星沙漠”。在如此接近母恒星的地方出现这样大小和密度的天体是极其罕见的这张想象图展示了一颗海王星大小的行星,位于所谓的“海王星沙漠”。在如此接近母恒星的地方出现这样大小和密度的天体是极其罕见的

  新浪科技讯 北京时间7月3日消息,在一项新研究中,天文学家发现了一个巨大的行星核正环绕一颗遥远的恒星运转。这是一个前所未有的发现,或许将为行星的形成、演化和多样性研究提供更多的信息。

  研究人员表示,这个被称为“TOI-849b”的行星核与科学家之前所见过的任何行星核都不一样,其内部可能隐藏着大量令人兴奋的信息。这项新研究的第一作者、英国华威大学物理系的研究者大卫·阿姆斯特朗说:“这颗行星的发现表明,行星的形成和演化方式很不寻常,而且是以往对太阳系的研究所意想不到的。”

  “行星的种类非常多,而且多样性极高,天文学家每个星期都会发现更多的行星。我们越来越清楚地知道,不应该对这些奇怪的新发现感到惊讶,”阿姆斯特朗说,“幸运的是,通过了解像TOI-849b这样的行星如何形成,将有助于我们理解太阳系是如何形成的。”

  TOI-849b是由美国国家航空航天局(NASA)的凌日系外行星巡天卫星探测到的。该卫星于2018年4月发射至地球轨道,迄今为止已经发现了50多颗系外行星,以及2000多颗尚未确认的候选行星。“TOI-849b”中的“TOI”便是“TESS object of interest”的缩写,含义为“TESS关注对象”。顾名思义,TESS采用“凌日法”来搜寻外星世界。简单来说,TESS会观测恒星亮度的细微变化,而这些变化是由绕恒星运行的行星越过其表面而产生的。

  TESS的观测显示,TOI-849b距离其母恒星非常近,公转一圈大约为18小时。这一轨道区域被称为“海王星沙漠”,因为那里很少有海王星大小的气态巨行星。TESS的数据显示,这个新发现的天体大小与海王星相当,但它与海王星却非常不同。

  首先,海王星是一颗相当冷的星球,而阿姆斯特朗和同事们发现,TOI-849b的表面温度可能在1530摄氏度左右。研究人员还使用高精度径向速度行星搜索器对该天体进行了研究。HARPS安装在欧洲南方天文台位于智利拉西拉天文台的ESO 3.6米望远镜上。和其他类似的摄谱仪一样,HARPS可以让科学家精确地追踪恒星运动,揭示它们在轨道运行的行星的引力作用下来回移动的程度。

  HARPS的数据表明,TOI-849b的质量是海王星的2到3倍,而海王星本身的质量是地球的17倍。“TOI 849 b是迄今发现的质量最大的类地行星,其密度与地球相仿,”阿姆斯特朗在一份声明中说,“我们的预期是,这么大的行星在形成时,会吸收大量的氢和氦,并逐渐成长为类似于木星的气态巨行星。然而我们却看不到这些气体,这意味着TOI 849 b是一个裸露的行星核。这是我们第一次在恒星周围发现气态巨行星的完整裸露核心。”

  天文学家目前还不清楚TOI-849b是如何演变至这一奇特阶段的。它可能曾经是一颗气态巨行星,在冒险太过靠近母恒星时失去了大气层;或者,它也可能与另一颗行星发生了碰撞。研究人员表示,在TOI-849b的轨道上,恒星辐射虽然强烈,但还不足以完全摧毁巨大的气体大气层。还有另一种可能是,TOI-849b从未积聚足够的气体,以至于无法形成类似木星的形态。

  “这是一个谜团,也是一个很好的问题,”阿姆斯特朗说,“我认为关键的线索在于,TOI-849b处于海王星沙漠,这暗示了一段十分罕见的历史。对我来说,这可能意味着一条更不寻常或更有侵略性的演变路径,可能是潮汐扰动,或是形成过程中的撞击所致。不过,我们还需要更多的研究才能确定。”

  尽管TOI-849b是第一个在其他恒星周围发现的行星核,但在我们所处的太阳系中,可能也存在着类似的天体,比如灵神星(16 Psyche)。这是一颗奇特的小行星,几乎完全由铁和镍构成。一些科学家认为,灵神星很可能是一颗火星大小的行星裸露的金属核心。

  在不久的将来,我们会对灵神星有更多的认识。美国国家航空航天局正在开发一项任务,同样名为“灵神星”。该任务探测器计划于2022年8月发射,并于2026年抵达这颗宽度约226公里的小行星。

  阿姆斯特朗等人的研究结果于7月1日在线发表在《自然》(Nature)杂志上。(任天)

海王星

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