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首次曝光的行星核心被发现——一颗位于所谓的“海王星沙漠”中的极不寻常的

首次曝光的行星核心被发现——一颗位于所谓的“海王星沙漠”中的极不寻常的

新发现的系外行星TOI 849 b提供了一个独特的机会来观察行星内部并了解它的组成。它围绕一颗730光年远的恒星运行,这颗恒星与我们的太阳非常相似。暴露在外的核心和太阳系中的海王星一样大。研究人员推测,这是一颗气态巨星,要么被剥离了气态大气,要么在其生命早期由于特殊环境而未能完全形成气态大气。由沃里克大学物理系的大卫·阿姆斯特朗博士领导的研究小组今天发表在《自然》杂志上。伯尔尼大学物理研究所的Christoph Mordasini博士领导了这一发现的理论解释。

一年只有18个小时

TOI 849 b是一颗位于所谓的海王星沙漠中的极其不寻常的行星。本;天文学家使用的一个术语,指靠近恒星的区域,在那里我们很少看到像海王星那样质量或更大的行星。该研究的主要作者,来自华威大学的大卫·阿姆斯特朗博士说:“考虑到它的质量,这颗行星与它的恒星出奇地接近。”换句话说,在这么短的公转周期内,我们是看不到这么大质量的行星的。TOI 849 b的轨道非常接近它的主星,以至于一年只有18个小时,它的表面温度大约是1500摄氏度。

克里斯托弗·莫尔达西尼解释说:我们已经确定了行星的质量和半径。TOI-849b大约比地球重40倍,但它的半径只有地球半径的3.4倍。所以这颗行星的密度很高,主要由铁、岩石和水组成,只有很少的氢和氦。对于这么大的行星来说,如此少量的氢和氦实在令人吃惊。我们认为这样大的行星在形成时应该吸积了大量的氢和氦。

大卫·阿姆斯特朗补充道:我们看不到这些气体的事实让我们知道,849 b是一个暴露在外的行星内核。这是第一次在恒星周围发现完整暴露的气态巨星核心。

首次曝光的行星核心被发现——一颗位于所谓的“海王星沙漠”中的极不寻常的

伯尔尼大学一直在不断开发伯尔尼行星形成与演化模型。自2003年以来。克里斯托夫·莫尔达西尼说:在我们的模型中,我们结合了对行星形成和演化过程中所涉及的多种过程的洞察。多亏了世界著名的伯尔尼模型,像TOI 849 b这样的发现可以从理论上解释。

基于伯尔尼模型,可以提出两个理论来解释为什么TOI 849 b不是一个典型的气体巨星,而是一个暴露的行星内核。首先,这颗系外行星曾经与木星相似,但通过各种过程,它几乎失去了所有外部气体,Christoph Mordasini说。这些可能包括潮汐干扰,即行星因离恒星太近而被撕裂,甚至与另一颗行星相撞。大气的大规模光蒸发也可能起作用,但不能解释所有的气体损失。

或者,TOI 849 b可能是失败的。天然气巨头。一旦这颗气态巨星的核心形成,就可能会发生一些不寻常的事情,它不会像正常情况下那样形成巨大的大气。这可能是由于与行星之间的引力作用而形成的尘埃和气体盘面上出现了空隙,或者是在气体吸积正常发生的那一刻,盘面上的物质耗尽了。Mordasini补充道。

849b是如何被发现和分析的

TOI 849 b是在美国宇航局的凌日系外行星调查卫星(TESS)的一项恒星调查中发现的,该卫星使用凌日方法测量恒星的亮度。亮度的下降表明有一颗行星从他们面前经过。

然后,在智利的欧洲南方天文台拉西拉天文台,用瑞士领导下制造的HARPS仪器分析了TOI 849 b。这项技术利用多普勒效应,通过测量系外行星的抖动来测量其质量。本;星星向着我们或远离我们的微小运动,记录下来的是恒星光谱的微小变化。

伯尔尼行星形成与演化模型

利用行星形成和演化的伯尔尼模型,可以说明行星是如何形成和演化的。伯尔尼模型自2003年以来一直在伯尔尼大学不断发展。对行星形成和演化过程中所涉及的多种过程的洞察被整合到这个模型中。例如,这些子模型包括吸积(行星核心的生长)、行星之间引力的相互作用和相互影响,以及行星形成的原行星盘的过程。该模型还被用于创建所谓的人口合成,显示哪些行星在原行星盘的某些条件下发展的频率。世界著名的伯尔尼模型也被用于理论解释的发现,如TOI 849 b系外行星。

参考文献:在炎热的海王星沙漠中残存的行星核。大卫·阿姆斯特朗等人,2020年7月1日,《自然》。

DOI: 10.1038 / s41586 - 020 - 2421 - 7

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