最新发现挑战现有行星—恒星系统理论

本报讯12月8日,《自然》发布的一项最新研究表明,一颗巨大的气态巨行星正在围绕两颗恒星运行,后者的质量之和至少是太阳的6倍,这是迄今为止探测到的最大的行星—恒星系统,可能会挑战人们目前关于行星形成的认知。“这是一项重大突破,因为它证明了在大质量恒星周围发现距离很远的系外行星是有可能的。”

本报讯12月8日,《自然》发布的一项最新研究表明,一颗巨大的气态巨行星正在围绕两颗恒星运行,后者的质量之和至少是太阳的6倍,这是迄今为止探测到的最大的行星—恒星系统,可能会挑战人们目前关于行星形成的认知。

以往的研究表明,很少有行星能够围绕质量超过太阳3倍的恒星运行,甚至根本不存在这样的行星。这是因为质量更大的恒星会释放出更多辐射,从而导致其周围由气体和尘埃等物质组成的致密圆盘,在凝聚成行星之前就被蒸发掉了。

然而,瑞典斯德哥尔摩大学的Markus Janson最想知道的是,如果轨道距离足够远,大行星是否还会在大质量恒星周围形成?

现在,Janson和他的同事就发现了这样的行星:一颗气态巨行星围绕着一个年轻的半人马座(b ceni)双星系统运转,该双星系统的质量是太阳的6到10倍。

研究人员于2019年3月在智利使用超大型望远镜首次对该系统进行了直接成像,然后于2021年4月进行了后续观测。他们发现,这颗被称为b Cen (AB)b的行星,质量是木星的10.9倍,该行星围绕这两颗恒星运行的距离是地球和太阳距离的560倍。

“我们第一次知道,行星真的可以存在于质量相当大的恒星周围。”Janson说。

研究人员认为,这颗行星一定是通过引力不稳定性而相对快速形成的,也就是说大量气体和尘埃团冷却并收缩成一颗行星。这种方式比传统的核吸积模型要快得多,后者是通过固体粒子碰撞并慢慢像滚雪球那样形成行星。从它与恒星的距离来看,形成这颗行星的物质盘很有可能会迅速蒸发。

他们还发现,这颗行星有一个合理的圆形轨道。这表明b Cen (AB)b是在其当前轨道附近形成的,因为被撞离原来轨道的行星通常会沿着恒星周围的椭圆轨道运行。

Janson表示,这些都是他们基于在大质量恒星周围形成行星的有限见解提出的理论。

“这是一项重大突破,因为它证明了在大质量恒星周围发现距离很远的系外行星是有可能的。”美国加州大学伯克利分校的Meiji Nguyen说,“虽然我不认为这一研究结果是最终证明系外行星如何形成的主要理论,但它确实提供了一个令人兴奋的新证据,支持我们目前的一些理解。”(李木子)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41586-021-04124-8

《中国科学报》 (2021-12-10 第2版 国际)

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