太空探索:年轻恒星周围的巨行星引发了关于行星如何形成的问题!

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研究人员发现了一颗年轻的恒星,它周围有四颗木星和土星大小的行星,这是第一次在如此年轻的系统中探测到如此多的大型行星。该系统还为迄今观测到的最极端的轨道创造了一个新的记录:最外层的行星距离恒星最远的行星的距离比最里面的行星多一千倍,这引发了关于这样一个系统可能形成的有趣问题。

这颗恒星只有两百万年的历史 - 天文数字中的“蹒跚学步” - 周围是巨大的尘埃和冰盘。这种被称为原行星盘的圆盘是恒星系统中行星,卫星,小行星和其他天文物体形成的地方。

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众所周知,这颗恒星非常引人注目,因为它包含了第一颗所谓的热木星 - 一颗非常接近其母恒星的大型行星 - 在这样一颗年轻的恒星周围被发现。尽管热木星是第一种被发现的系外行星,但它们的存在长期困扰着天文学家,因为它们通常被认为太靠近它们的母星而不是原位形成的。

现在,由剑桥大学领导的一个研究小组利用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)搜索这个婴儿热木星的行星“兄弟姐妹”。他们的图像显示了圆盘中的三个明显的间隙,根据他们的理论模型,这很大可能是由三个额外的气体巨行星引起的。他们的结果在天体物理学杂志上发表。

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这颗恒星CI Tau距离银河系一个高产的恒星“苗圃”区域约500光年远。它的四个行星的轨道差异很大:最接近的(热木星)在水星轨道的范围内,而最远的轨道距离海王星的距离是三倍以上。两个外行星大约是土星的质量,而两个内行星分别是木星质量的一倍和十倍。

这一发现为天文学家提出了许多问题。大约1%的恒星拥有热木星,但大多数已知的热木星比CI Tau大数百倍。“目前无法确定在CI Tau中看到的极端行星结构在热木星系统中是否常见,因为通过它们对原行星盘的影响检测到这些兄弟行星的方式 - 在旧系统中不再有效一张原行星盘,“剑桥天文学研究所的Cathie Clarke教授说,该研究的第一作者。

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根据研究人员的说法,目前还不清楚兄弟行星是否在将最内层行星驱动到超近轨道中起作用,以及这是否是一种能够制造热木星的机制。还有一个谜团是外部两个行星是如何形成的。

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“行星形成模型倾向于专注于能够制造已经观察过的行星类型,因此新发现不一定适合模型,”克拉克说。“土星质量行星应该通过首先积累一个实心核心,然后在顶部吸入一层气体来形成,但是这些过程应该在距离恒星很远的地方非常缓慢。大多数模型都很难制造这个行星。这个距离的质量。“

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未来的任务是研究多个波长的这个令人费解的系统,以获得有关光盘及其行星特性的更多线索。与此同时,ALMA--第一台具有成像行星成像能力的望远镜- 可能会在其他系统中引发更多的惊喜,重新塑造我们对行星系统形成方式的描述。

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