一顆超小的恒星誕生了一顆巨大的行星，我們不知道它是怎么誕生的

人們發(fā)現(xiàn)一個巨大的難題圍繞著一顆微小的紅矮星運行，它的大小只有太陽的五分之一。

這種小恒星被認為無法產(chǎn)生巨行星。但是，在它的軌道上，似乎有一個絕對單位的明確證據(jù)：一個大小約為土星.

TOI-6894b，正如這顆系外行星的名字一樣，具有 86% 的半徑木星.它的母體 TOI-6894 只有太陽半徑的 23%，質(zhì)量只有太陽的 21%，是迄今為止發(fā)現(xiàn)巨大世界的最小恒星。

“我對這個發(fā)現(xiàn)感到非常興奮，”天體物理學家愛德華·布萊恩特說他領(lǐng)導著一個龐大的國際研究團隊。

“我們沒想到像 TOI-6894b 這樣的行星能夠在如此低質(zhì)量的恒星周圍形成。這一發(fā)現(xiàn)將成為理解巨行星形成極端情況的基石。

行星誕生于其宿主恒星形成過程中留下的物質(zhì)。星形當氣體和塵埃云中的一團致密物質(zhì)在重力作用下坍塌時。來自該云的材料圍繞旋轉(zhuǎn)的原星線軸在一個為恒星生長提供養(yǎng)料的圓盤中;當恒星大到足以用它的恒星風將物質(zhì)推開時，生長就會停止。

剩下的物質(zhì)構(gòu)成了行星。塵埃逐漸聚集在一起構(gòu)建世界最終繞著恒星運行。

不過，事情是這樣的。盤中的物質(zhì)量被認為與恒星的質(zhì)量成正比。微小的紅矮星不應該能夠制造出巨行星的原因是，不應該有足夠的材料來做到這一點。

然而，這些奇怪的、“不可能的”系統(tǒng)露面從不時，這表明不僅巨行星可以圍繞小恒星形成，而且這個過程并不罕見。我們不知道它有多普遍，所以 Bryant 和他的團隊開始了一項搜索TESS 數(shù)據(jù)尋找線索。

“我最初是通過 TESS 對 91,000 多顆低質(zhì)量紅矮星的觀測來尋找巨行星的，”他說.“然后，利用世界上最大的望遠鏡之一 ESO 的 VLT 進行的觀測，我發(fā)現(xiàn)了 TOI-6894b，這是一顆巨大的行星，凌日是迄今為止已知的擁有這樣一顆行星的最低質(zhì)量恒星?！?/p>

通常發(fā)現(xiàn)系外行星通過一種稱為 Transit 方法的技術(shù)。當一顆圍繞恒星運行的系外行星從我們、觀察者和恒星之間經(jīng)過時，那顆恒星的光會略微變暗。天文學家可以通過尋找恒星光線的周期性下降來確定系外行星的存在。它通常是一個微小的信號，需要相當多的分析才能找到。

當研究人員查看 TOI-6894 時，他們發(fā)現(xiàn)它的光線變暗了 17%。根據(jù)該團隊對凌日的觀察，這將使這顆恒星的直徑約為 320,000 公里（200,000 英里），而這顆系外行星的直徑約為 120,000 公里。

為了了解這顆巨大的系外行星的引力對恒星軌道運動的影響，后續(xù)觀測揭示了 TOI-6894b 的質(zhì)量。它的質(zhì)量僅為木星的 17%，這表明系外行星大氣層是輕盈蓬松.

這令人興奮，有幾個原因。因為這顆系外行星有如此深的凌日，所以它是大氣研究的完美候選者。在這些凌日期間，這顆恒星的一些光會過濾掉漫射大氣層。當它這樣做時，它可以被其中的原子和分子改變，使科學家能夠真正看到 TOI-6894b 是由什么組成的。

一個天文學家團隊已經(jīng)已經(jīng)向 JWST 申請了時間執(zhí)行這些大氣研究。因為這顆系外行星相當涼爽（溫度方面，但也只是一般情況），他們預計會找到很多甲烷。

“這個系統(tǒng)為行星形成模型提供了新的挑戰(zhàn)，它為后續(xù)觀測提供了一個非常有趣的目標，以描述其大氣層的特征。”天體物理學家 Andrés Jordán 說智利千年天體物理研究所的。

希望這些研究也能闡明 TOI-6894b 是如何形成的。天文學家更喜歡氣態(tài)巨行星的兩種情況：物質(zhì)自下而上逐漸積累，或者原行星盤中不穩(wěn)定因素的直接坍縮。

根據(jù)該團隊的觀察，這兩種情況都不太有效。有關(guān) TOI-6894b 組成的更多細節(jié)可能有助于梳理出哪個是圍繞微小恒星運行的巨行星形成的更有可能的途徑。

“這是一個有趣的發(fā)現(xiàn)。我們真的不明白一顆質(zhì)量這么小的恒星怎么能形成這么大的行星！天體物理學家 Vincent Van Eylen 說倫敦大學學院。

“這是尋找更多系外行星的目標之一。通過找到與我們的太陽系不同的行星系統(tǒng)，我們可以測試我們的模型并更好地了解我們自己的太陽系是如何形成的。

該發(fā)現(xiàn)已發(fā)表在自然天文學.

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