科学家发现π行星怎么回事?科学家发现π行星背后的真相

“小小”身体大大的能量 科学家发现一颗正在诞生的行星
【CNMO新闻】据外媒BGR消息 , 天文学家使用智利的Very Large望远镜发现了一颗正在诞生的小行星 。 该行星是围绕空间中心点的旋转物质 , 被认为是科学家发现的第一个诞生中的行星 。
【科学家发现π行星怎么回事?科学家发现π行星背后的真相】随着望远镜技术的发展 , 我们研究和了解其他恒星系统的能力将会增强 。 行星一般不是突然出现的 , 它们可以以不同的方式形成 。 近日天文学家观测到的小行星正在以旋转的方式汇集各种物质而成型 , 正如ESO(欧洲南方天文台)在一篇新博客中所描述的那样 , 科学家发现了大量物质围绕着一颗名为AB Aurigae的年轻恒星运行 。 运行中的行星看起来像是一场巨大的太空风暴 , 但实际上它是一系列物质逐渐汇聚成固体形式的集合 。

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天文学家发现一颗正在诞生中的行星(图源BGR)
“到目前为止 , 已经有成千上万颗系外行星被发现 , 但我们对它们的形成知之甚少 。 ”发表在《天文学与天体物理学》杂志上的有关论文主要安东尼·博卡莱蒂(Anthony Boccaletti)在一份中说 , “我们需要观察非常年轻的系统 , 才能真正捕捉到行星形成的瞬间 。 ”
科学家发现白矮星周围有巨行星围绕 , 或是太阳和海王星未来模样!
当太阳系数十亿年后走向灭亡 , 是否有某几颗行星能在太阳爆炸后幸存?最近科学家首度发现巨行星绕着死星白矮星运转的证据 , 也许很久以后 , 这就是距离太阳最远的海王星命运 。 最重要的:科学家发现这颗巨行星活得很好 。
【科学家发现π行星怎么回事?科学家发现π行星背后的真相】
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根据恒星演化理论 , 所有恒星都诞生于宇宙气体尘埃云(也就是星云或分子云) , 大部分在数百万年内从原恒星成长为主序带稳定的恒星 。 质量越大的恒星寿命越短 , 至于跟太阳差不多质量的恒星约可存活百亿年 , 之后膨胀成红巨星 , 然后因耗尽燃料而坍缩成跟地球差不多大小的致密白矮星 。
过去20年来 , 科学家越来越相信就算生前经历剧烈爆炸的白矮星已是死星 , 周围仍可能有原系统的巨行星幸免于难 , 继续绕着白矮星运转 , 只是科学家虽然找到过类地行星围绕白矮星的系统 , 却一直找不到巨行星围绕白矮星的证据 。

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最近 , 由英国华威大学与美国瓦尔帕莱索大学天文学家领导的团队 , 终于首度发现有巨行星围绕白矮星公转的数据 。
利用史隆数位巡天(Sloan Digital Sky Survey , SDSS)计划调查 1 万颗白矮星的数据 , 研究人员先挖出这颗距离地球约 2000 光年的白矮星 WD J091405.30 + 191412.25(简称 WD J0914 + 1914) , 并检测到氢、氧、硫等物质 。
研究主要、英国华威大学天文学家 Boris Gaensicke 指出 , 刚开始基于氢成分认为这是个单纯的联星系统 , 然而对白矮星系统来说 , 排放氢、氧、硫元素很不寻常 , 于是他们进一步利用甚大望远镜(VLT)分析恒星周围的元素 , 确认其中一颗天体是白矮星 , 而氢、氧、硫等元素 , 其实来自白矮星周围延伸达太阳半径 10 倍的吸积盘 。

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由于氢、氧、硫与太阳系的冰巨行星天王星、海王星组成成分相似 , 研究人员对此表示 , 该系统可能有颗类海王星的巨行星近距离围绕白矮星绕旋 , 每 10 天公转一圈 , 由于白矮星温度高达 28000℃ , 导致这颗巨行星大气层被白矮星以惊人的速度蒸发(每秒蒸发 3300 吨物质) , 剥离的气体变成白矮星周围的气体盘 。
但这颗巨行星会消失吗?不用担心 , 白矮星自身温度会持续冷却 , 大约 3.5 亿年后就冷到无法再蒸发巨行星大气层 , 而巨行星依然会活得很好 , 估计只损失约木星 0.002% 质量 。

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包括我们的太阳系 , 一个恒星系统可能包含类地行星、气态巨行星、冰巨行星等行星 , 随着恒星膨胀成红巨星、最终留下内核白矮星 , 我们不知道太阳系有哪些行星能活下来 , 甚至维持原状 , 这项研究能让我们思考太阳系遥远未来的景象 。
科学家表示 , 可能还有很多较冷的白矮星也依然带有巨行星 , 只是缺乏大量高能光子蒸发行星 , 因此我们无法利用相同方法找到它们 , 不过建设中的大型综合巡天望远镜(Large Synoptic Survey Telescope , LSST)或许有其他办法可以检测 。
科学家首次发现一颗巨大行星的内核 , 质量是地球40倍 , 大气已被剥离!
太阳系的八大行星中可以分成两部分 , 内围区域是水、金、地、火的类地行星 , 过了火星后有个很多没能形成行星碎片组成的小行星带 , 接着就是广袤的外围区域 , 木星、土星、天王星和海王这四颗巨行星就在此出没 , 其中木、土星属于气态巨行星(gas giant) 。 每颗气态巨行星都是地球的数十倍以上 , 而且有一层厚厚的外大气层、表面有巨型风暴肆虐 , 木星的大红斑就是一个明显例子 。

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发表于《自然》(Natrue)一项研究显示 , 天文学家首次发现一颗气态巨行星完整、暴露在外的核心 , 其大气层已被剥得一干二净 。 这为天文学家了一个罕见瞥见其他行星内部心脏及演化的机会 。
据悉 , 自2018年4月18日发射以来 , NASA凌日系外行星巡天卫星(TESS)接替开普勒太空望远镜执行系外行星搜索任务 。 在大多数情况下 , 天文学家将寻找行星的重点放在TESS观测到的最近 , 最亮的恒星上 。 来自英国华威大学的大卫·阿姆斯特朗的团队在分析2018年9月至10月期间的数据时 , 发现距离地球730光年外有颗非常诡异的天体 , 他们将其命名为“TOI 849 b” 。

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随后团队借助欧洲南方天文台的HARPS仪器对其进行跟踪观测 , 结合数据分析得出 , TOI 849 b的质量大约是地球的40倍 , 但其半径仅为地球半径的3.4倍 , 因此它肯定是一个非常致密的天体 。 由于“TOI 849 b”非常靠近其恒星 , 所以其公转周期仅18个小时(0.765天) , 而且表面温度约 1800K(1527℃) 。

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按逻辑而言 , 这颗行星应该会在形成时吸入大量氢和氦 , 然后继续成长为类似木星、质量达地球数百倍的系外行星 。 然而团队在数据中没有找到任何气体的痕迹 , 甚至这颗行星的成长异常 , 只停留在地球质量的40倍 。 如此奇怪的行星刷新当今的行星形成理论 , 由于它太靠近恒星、缺乏气体、密度极高 , 团队推测它是一颗暴露在外的行星内核 。
之一、TESS科学团队的成员Chelsea Huang表示:“我们真的对这个行星是如何形成的感到困惑 , 目前所有的理论都无法完全解释为什么它会如此庞大 , 然后成长到40个地球质量时就停在那里 。 正常来说 , 它会继续成长 , 最终成为数百个地球质量的气态巨行星 。 试想一下 , 如果有一个行星具有地球平均密度 , 但其质量是地球的40倍 , 真的是太疯狂和不寻常了 。 ”

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鉴于此 , 团队提出两种解释:一种情况是它曾经是一颗气态巨行星 , 后来由于潮汐的破坏 , 大气随着时间的流逝消散;不过虽然从该行星接收恒星的辐射强度较高 , 但不足以完全消除气态巨行星的大气 。 如果在过去遥远的某个时候 , 它与另外一颗行星猛烈撞击 , 那其大气就会在离其恒星太近时被消除 。
另外一种情况则是TOI 849b可能是一颗“进化失败”的气态巨行星 , 在行星形成时由于吸积盘发生故障 , 导致它无法产生成为木星状天体所需的大量氢和氦 。
无论如何 , TOI 849 b的发现都为天文学家了难得的机会来观察系外行星的裸露核心 。 反过来 , 这可使我们深入了解太阳系的形成以及土星和木星的内部核心 。