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(gè)巨大的難題圍繞著一顆微小的紅矮星運(yùn)行，它的大小只有太陽的五分之一。

這種小恒星被認(rèn)為無法產(chǎn)生巨行星。但是，在它的軌道上，似乎有一個(gè)絕對(duì)單位的明確證據(jù)：一個(gè)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(duì)這個(gè)發(fā)現(xiàn)感到非常興奮，”天體物理學(xué)家愛德華·布萊恩特說他領(lǐng)導(dǎo)著一個(gè)龐大的國際研究團(tuán)隊(duì)。

“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(dāng)氣體和塵埃云中的一團(tuán)致密物質(zhì)在重力作用下坍塌時(shí)。來自該云的材料圍繞旋轉(zhuǎn)的原星線軸在一個(gè)為恒星生長提供養(yǎng)料的圓盤中;當(dāng)恒星大到足以用它的恒星風(fēng)將物質(zhì)推開時(shí)，生長就會(huì)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(yùn)行。

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

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

“我最初是通過 TESS 對(duì) 91,000 多顆低質(zhì)量紅矮星的觀測(cè)來尋找巨行星的，”他說.“然后，利用世界上最大的望遠(yuǎn)鏡之一 ESO 的 VLT 進(jìn)行的觀測(cè)，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。”

通常發(fā)現(xiàn)系外行星通過一種稱為 Transit 方法的技術(shù)。當(dāng)一顆圍繞恒星運(yùn)行的系外行星從我們、觀察者和恒星之間經(jīng)過時(shí)，那顆恒星的光會(huì)略微變暗。天文學(xué)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(gè)微小的信號(hào)，需要相當(dāng)多的分析才能找到。

當(dāng)研究人員查看 TOI-6894 時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)它的光線變暗了 17%。根據(jù)該團(tuán)隊(duì)對(duì)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(duì)恒星軌道運(yùn)動(dòng)的影響，后續(xù)觀測(cè)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(gè)原因。因?yàn)檫@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(huì)過濾掉漫射大氣層。當(dāng)它這樣做時(shí)，它可以被其中的原子和分子改變，使科學(xué)家能夠真正看到 TOI-6894b 是由什么組成的。

一個(gè)天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)已經(jīng)已經(jīng)向 JWST 申請(qǐng)了時(shí)間執(zhí)行這些大氣研究。因?yàn)檫@顆系外行星相當(dāng)涼爽（溫度方面，但也只是一般情況），他們預(yù)計(jì)會(huì)找到很多甲烷。

“這個(gè)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(cè)提供了一個(gè)非常有趣的目標(biāo)，以描述其大氣層的特征?！?a>天體物理學(xué)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(xué)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(tuán)隊(duì)的觀察，這兩種情況都不太有效。有關(guān) TOI-6894b 組成的更多細(xì)節(jié)可能有助于梳理出哪個(gè)是圍繞微小恒星運(yùn)行的巨行星形成的更有可能的途徑。

“這是一個(gè)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(xué)家 Vincent Van Eylen 說倫敦大學(xué)學(xué)院。

“這是尋找更多系外行星的目標(biāo)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(cè)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(xué).

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