你能想象一颗行星的年龄还不到100万年吗?地球已经46亿岁了,而天文学家刚刚确认了一颗"新生儿"级别的系外行星——它可能是人类迄今发现的最年轻的行星。
这颗行星名叫 Elias 2-24 b,质量与木星相当,距离地球约 450光年。尽管体型庞大,它的年龄却小得惊人——研究人员认为它还不到100万年,仍然浸泡在孕育它的气体和尘埃盘中。相关研究发表在 9月16日的《天体物理学杂志快报》上。
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从旧数据里"翻"出来的新世界
这颗行星的发现过程,有点像在旧照片里找到一张被忽略的脸。由智利迭戈波塔莱斯大学博士生 Andrea Bernardi 领导的研究团队,翻查了夏威夷 W.M. Keck天文台存档的观测数据。他们重点研究了恒星 Elias 2-24——这颗恒星周围环绕着一个物质盘。
此前,阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)和欧洲南方天文台甚大望远镜的观测曾暗示,Elias 2-24周围的碎片盘中有一个空隙,里面可能藏着什么东西。而Keck天文台的存档数据证实了这个猜测。
这些数据来自Keck的日冕仪。日冕仪的工作原理是遮挡遥远恒星的光辉,让行星反射的光能够被捕捉到,从而实现直接观测。研究团队检查了七颗遥远恒星的日冕仪数据,每颗恒星周围都有碎片盘,可能正在发生行星形成。他们猜测,或许能在某个盘的空隙中找到一颗行星。结果他们猜对了。
"行星应该出现在空隙中,因为正是它们在雕刻这些空隙,"Bernardi说,"而这正是我们找到Elias 2-24 b的地方。"
为什么这颗行星让科学家既兴奋又头疼
在此之前,"最年轻系外行星"的纪录由四颗行星共同保持,它们的年龄都超过 500万年。Elias 2-24 b的出现,把这个纪录一下子拉低到了不到100万年。
这项研究的共同作者、智利天体物理研究所教授 Lucas Cieza 表示:"我们现有的行星形成模型本来就已经很难解释之前的最年轻行星纪录保持者了。Elias 2-24 b告诉我们,即使是最好的行星形成模型,仍然遗漏了一些重要过程。"
换句话说,这颗"婴儿行星"的存在,对现有的行星形成理论构成了挑战。它太大了,又太年轻了——按照现有模型,在不到100万年的时间里长到木星质量,并不是一件容易解释的事。
我们为什么很少看到"婴儿行星"
发现这颗行星的意义,不仅在于刷新纪录,更在于它提供了一个研究行星形成早期阶段的机会。
"星系在不断地制造新的恒星和行星,所以每个演化阶段都有很多,"Cieza说,"这意味着理论上我们可以看到整个过程,但大多数望远镜能探测到的范围存在一个巨大的空白。我们现在对这类婴儿行星基本上处于'失明'状态。"
这也是为什么这次发现如此特别——它恰好落在了当前望远镜探测能力的边缘。
"我们通常听到的是望远镜各自独立工作,但这次确认只有通过多台望远镜协同才能实现,"Bernardi说,"Elias 2-24 b处于当前望远镜探测能力的极限,但有了像NASA南希·格雷斯·罗曼太空望远镜这样的新仪器,这类探测应该会变得更容易。"
下一步:更先进的"遮光板"
研究人员希望未来能进行更多直接观测。他们特别提到了刚刚于 8月30日发射升空的NASA 南希·格雷斯·罗曼太空望远镜上搭载的日冕仪。这是迄今发射到太空的最先进日冕仪,科学家希望它能帮助更深入地研究系外行星及其大气。
从翻查旧数据到确认一颗不到100万年的行星,这项研究本身也说明了一件事:有时候,答案一直藏在已经拍下的画面里,只是需要换一种方式去看。
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