一颗比木星还大的行星,年龄却不到100万年。天文学家确认了有记录以来最年轻的系外行星,而它并非来自最新观测设备,而是藏在过去的观测数据档案中。
这颗行星名为 Elias 2-24 b,质量与木星大致相当,距离地球约 450 光年,目前仍处于孕育它的气体和尘埃盘中。它的年龄估计还不到 100 万年,是迄今发现的最年轻行星。
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此前的“最年轻系外行星”纪录由 4 颗行星共同保持,它们的年龄都超过 500 万年。智利天体物理研究所教授、论文共同作者 Lucas Cieza 在声明中说:“我们的行星形成模型本就难以解释已知最年轻行星的前纪录保持者,而 Elias 2-24 b 的发现让我们看到,即便是我们最完善的行星形成模型,也仍缺失了一些关键过程。”
从旧档案里翻出的行星
为了找到这颗“新生行星”,由智利迭戈·波塔莱斯大学博士生 Andrea Bernardi 带领的研究团队翻查了夏威夷莫纳克亚山 W. M. Keck 天文台保存的历史观测数据。
研究团队重点研究了恒星 Elias 2-24。这颗恒星周围环绕着一圈由物质构成的盘状结构。此前,阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)以及欧洲南方天文台(ESO)的甚大望远镜(VLT)已经进行过相关观测,并发现 Elias 2-24 周围的碎屑盘存在一个间隙,观测结果暗示间隙中可能隐藏着某种天体。
最终证实这一猜测的数据来自凯克天文台的日冕仪观测。日冕仪可以遮挡遥远恒星本身的强烈光芒,从而让天文学家捕捉到行星反射恒星光线产生的微弱信号,直接观测围绕恒星运行的行星。
研究团队检查了 7 颗遥远恒星的日冕仪观测数据,这些恒星周围均存在可能正在形成行星的物质盘。研究人员推测,或许能够在其中某个物质盘的间隙中找到隐藏的行星,而事实证明这一推测是正确的。
Bernardi 表示:“行星应该位于这些间隙中,因为正是它们在不断清理并形成这些间隙,而我们最终确实在其中发现了 Elias 2-24 b。”
婴儿行星为何难以看见
在行星形成盘中直接发现一颗行星,同时发现它处于如此早期的生命周期,为研究人员研究行星形成的早期阶段提供了难得机会。
Cieza 表示:“银河系一直在持续形成新的恒星和行星,因此理论上每一个演化阶段都有大量天体存在。这意味着我们理论上可以观察到完整的形成过程,但目前大多数望远镜能够探测到的范围仍存在很大的空白。就目前而言,我们对这些‘婴儿行星’基本上是看不见的。”
展望未来,研究人员希望借助更先进的设备开展更多直接观测。NASA 的南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜已经于 8 月 30 日发射升空,其搭载的日冕仪是迄今最先进的空间日冕仪之一。科学家希望借助这一设备更加深入地研究系外行星及其大气层。
Bernardi 表示:“我们通常会听到不同望远镜各自开展观测,但这次确认 Elias 2-24 b 的存在,只有通过多台望远镜协同观测才得以实现。Elias 2-24 b 已经处于当前望远镜探测能力的极限,但随着 NASA 南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜等新型设备投入使用,这类探测应该会变得更加容易。”
这项研究于 9 月 16 日发表在《天体物理学杂志快报》(The Astrophysical Journal Letters)上。
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