Planet Discovery 揭示不同步的雙星系統(tǒng)

由氣體和塵埃組成的原行星盤在年輕恒星周圍形成，這就是行星的來源。

這些磁盤不會(huì)永遠(yuǎn)存在。最終，恒星的能量輸出通過光蒸發(fā)消散了圓盤，物質(zhì)被行星吸收，行星形成過程停止。

預(yù)計(jì)所有年輕的恒星都有原行星盤，這些塵埃環(huán)境使得很難看到年輕行星的形成。

天文學(xué)家最近觀測(cè)到一顆具有獨(dú)立盤的雙星。主恒星已經(jīng)清除了它塵土飛揚(yáng)的原行星盤，而它的伴星還沒有。現(xiàn)在，這顆主恒星已經(jīng)清除了遮蔽的塵埃，它是直接對(duì)行星進(jìn)行成像的絕佳目標(biāo)。

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該研究的標(biāo)題為”在太陽(yáng)系尺度上繞軌道運(yùn)行的年輕巨行星的直接成像發(fā)現(xiàn)“，它發(fā)表在天文學(xué)和天體物理學(xué).主要作者是 Tomas Stolker。他是荷蘭萊頓大學(xué)萊頓天文臺(tái)的天文學(xué)家助理教授。

這個(gè)雙星系統(tǒng)被稱為 HD 135344 AB，它距離地球約 440 光年。A 和 B 都是年輕的恒星，它們彼此繞行很廣，這表明它們的原行星盤是分開演化的。主星是 A 型主序星，次星是 F 型主序星。

這個(gè)雙星系統(tǒng)的關(guān)鍵方面是主星已經(jīng)清除了它的原行星盤，而次星則沒有。

這顆次星已經(jīng)被研究了幾十年，主要是因?yàn)樗栽谛纬尚行?。觀測(cè)揭示了盤中的中心腔、旋臂和可變陰影，所有這些特征都表明行星與盤相互作用，即使任何實(shí)際的行星都被厚厚的塵埃遮擋在觀測(cè)之外。

另一方面，主星似乎沒有盤，也沒有引起太多關(guān)注。然而，缺乏塵埃使其成為尋找系外行星的重要地點(diǎn)。

在這項(xiàng)新研究中，該團(tuán)隊(duì)使用了甚大型望遠(yuǎn)鏡（VLT） 及其球系外行星儀器直接對(duì)圍繞主星 HD 135344 A 運(yùn)行的行星進(jìn)行成像。我們花了四年時(shí)間用強(qiáng)大的儀器進(jìn)行專門的觀測(cè)，才發(fā)現(xiàn)了它。

“星 A 從未被調(diào)查過，因?yàn)樗话疟P。我和我的同事們都很好奇它是否已經(jīng)形成了一顆行星，“斯托爾克在新聞稿.

“所以，經(jīng)過四年的仔細(xì)測(cè)量和一些運(yùn)氣，答案是肯定的?！?/p>

HD 135344 Ab 是一顆年輕的行星，大約有 10木星群眾。它的軌道距離恒星 15-20 個(gè)天文單位，其光譜類型為 mid-L，這意味著它彌合了褐矮星或氣態(tài)巨行星之間的差距。它的年齡不超過 1200 萬年，是最近最年輕的直接成像行星之一。

主星已經(jīng)停止形成行星，而次星仍在形成行星的事實(shí)表明，雙星可以具有不同的行星形成和原行星盤壽命。

當(dāng)他們第一次探測(cè)到這顆行星時(shí)，尚不清楚它是行星還是恒星。但 VLT 是一款功能強(qiáng)大且靈活的望遠(yuǎn)鏡。它由四個(gè)獨(dú)立但相同的示波器和四個(gè)較小的輔助示波器組成，前者可用作干涉儀，后者可以獨(dú)立定位。

這使得 VLT 和 SPHERE 能夠非常準(zhǔn)確地繪制行星的位置。隨著時(shí)間的推移，他們看到這顆恒星和疑似行星一起移動(dòng)，證實(shí)了它是一顆行星。

“不過，我們很幸運(yùn)，”Stolker 說。“行星和恒星之間的角度現(xiàn)在非常小，以至于 SPHERE 幾乎無法檢測(cè)到這顆行星。”

觀測(cè)和成像系外行星是一項(xiàng)極其艱巨的任務(wù)。大多數(shù)系外行星的發(fā)現(xiàn)都是從觀測(cè)數(shù)據(jù)中推斷出來的，并附有藝術(shù)家的插圖，這些插圖是對(duì)數(shù)據(jù)的解釋。雖然 HD 135344 Ab 的圖像沒有顯示任何行星細(xì)節(jié)，但它們是直接圖像而不是表示。

研究人員表示，這顆行星可能形成于其太陽(yáng)系的雪線附近?？茖W(xué)家們認(rèn)為，這是巨行星形成的關(guān)鍵區(qū)域。

那里有不同的材料，因?yàn)樗焙图淄榈葥]發(fā)物在那里是固體而不是氣體。對(duì)可用固體表面的集體提升意味著塵埃顆粒更容易粘在一起并最終長(zhǎng)成行星。

確定這顆行星不是背景恒星是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，因?yàn)楸尘昂阈亲璧K了系外行星的直接成像。Gaia 天體測(cè)量數(shù)據(jù)在其中起著重要作用。

作者解釋說：“這項(xiàng)研究還強(qiáng)調(diào)了高精度天體測(cè)量的重要性，以便在非靜止背景恒星區(qū)域中將軌道與背景運(yùn)動(dòng)完全分離。

但這也需要一些幸運(yùn)的時(shí)機(jī)?！叭欢琀D 135344 Ab 的發(fā)現(xiàn)很大一部分運(yùn)氣，因?yàn)槲覀冄刂鋬A斜的軌道以有利的分離捕捉到了這顆行星，”作者在結(jié)論中寫道。

“在未來 10 到 20 年里，與恒星的角度分離將減少到 ≈10-35 mas，這意味著這顆行星在其軌道的大部分時(shí)間里都不會(huì)被 SPHERE 發(fā)現(xiàn)。”

直接成像調(diào)查顯示，像這樣的巨行星在距離更寬的 20 au 或更大范圍內(nèi)很少見。當(dāng)歐洲航天局的蓋亞天文測(cè)量任務(wù)于 2026 年發(fā)布其第四個(gè)數(shù)據(jù)集時(shí)，預(yù)計(jì)對(duì)這些行星的較短間隔探測(cè)將會(huì)增加。這些數(shù)據(jù)將指導(dǎo)直接對(duì)更多系外行星進(jìn)行成像。

研究人員解釋說：“Gaia DR4 可能會(huì)揭示恒星形成區(qū)域中類似近鄰巨行星的跡象，這將指導(dǎo)直接成像搜索和后處理算法。

作者寫道：“HD 135344 Ab可能是在雪線附近形成的巨行星種群的一部分。

“由于大多數(shù)調(diào)查和觀測(cè)策略尚未針對(duì)如此小的分離進(jìn)行優(yōu)化，因此這些天體仍然難以探測(cè)?！?/p>

如果有像這樣的年輕巨行星群，系外行星的科學(xué)家們會(huì)很想找到它們。他們可以從他們那里學(xué)到很多關(guān)于巨行星形成的知識(shí)。當(dāng)他們檢測(cè)到它們時(shí)，下一步是更詳細(xì)地研究它們。

即將到來的超大望遠(yuǎn)鏡將于 2029 年重見天日，將有能力做到這一點(diǎn)。這將揭示更多關(guān)于這些行星、它們的組成以及它們是如何形成的信息。

本文最初由今日宇宙.閱讀原創(chuàng)文章.

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