325光年外,发现一颗10个木星质量的巨行星,科学家:它不应该存在!

过去对围绕大质量恒星运行的行星的研究表明 , 围绕质量超过太阳三倍的恒星运行的行星可能很少见 , 甚至根本不存在 。 这是因为大质量恒星会发出更多的辐射 , 这会导致这些恒星周围的气体和尘埃等致密物质盘在它们合并成行星之前蒸发 。
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然而 , 一个新发现的系外行星 , 可能会迫使科学家重新思考他们关于行星形成的一些想法 。 发表在《自然》杂志上的一项研究中 , 瑞典天文学家发现一颗质量超过10个木星的气态巨行星绕着一个双星系统运行 , 而理论上 , 这颗巨大的气态巨行星根本不应该存在 。
一个巨大而炽热的恒星系统!
在距离地球325光年的地方 , 有一个半人马座b(bCentauri)的双星系统(bCentauriA和bCentauriB) 。 其恒星质量至少是太阳的6-10倍 , 也是迄今为止科学家发现的最大双星系统 。 不过其年龄非常年轻 , 大约只有1500万年 。 和我们的太阳相比 , 它还是个‘弟弟’ 。
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在过去的研究发现中 , 巨行星出现的频率随着恒星质量的增加而增加 , 但是在1.9个太阳质量处是一个转折点 , 并且频率在3个太阳质量前迅速下降 , 而且在此之前 , 还没有在一颗质量超过太阳三倍的恒星周围发现任何行星 。 所以科学家认为 , 巨行星形成会受到大质量恒星的限制 。
造成此现象的主要原因很可能是大质量恒星非常热 , 半人马座b双星系统也不例外 。 半人马座b系统的主恒星(A)是所谓的B型恒星 , 估计温度约为18000摄氏度 , 大约比我们的G型太阳热三倍 , 比任何其他已知行星的宿主恒星都要热 。 因其高温 , 它会发出大量紫外线和X射线辐射 。
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这种恒星的大质量和热量对周围的气体有很强的影响 , 这应该会阻碍行星的形成 。 特别是 , 恒星越热 , 它产生的高能辐射就越多 , 这会使周围的物质蒸发得更快 。 因为科学家认为B型恒星极具破坏性和危险性 , 周围很难形成大型行星 。
然而 , 一颗意想不到的巨行星正在围绕半人马座b系统运行 。
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瑞典斯德哥尔摩大学的天文学家马库斯·詹森(MarkusJanson)团队于2019年3月首次使用智利的甚大望远镜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 , 结果发现这个双星系统竟然存在一颗行星 , 团队将其命名为“bCen(AB)b” 。
这颗行星也忒大了 , 质量约10.9倍木星!
甚大望远镜(VLT)上的高对比度光谱偏振法系外行星搜索仪(SPHERE) , 可以将来自行星的微弱光与来自恒星系统本身的非常亮的光区分开来 。 詹森团队就是通过SPHERE发现了bCen(AB)b行星 。 有趣的是 , 后续工作表明 , 这颗行星在20年前被ESO的小型望远镜观测到 , 但当时没有正确识别 。
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分析发现 , bCen(AB)b是一颗气态巨行星 , 而且质量大得惊人 , 其质量约为10.9倍的木星 。 更令人惊讶的是 , 这颗行星距离宿主恒星约836亿公里 , 应该是已知的最宽的行星轨道之一 。 相比之下 , 这个轨道距离是木星-太阳的100倍 。
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还有一个奇怪的事是它的过去 , 它的轨道相对圆形 , 这意味着它有一个平静的成长经历 。 一般来说 , 大多数行星围绕它们的恒星运行为椭圆轨道 , 这可能是由于在其早期历史中撞击行星的小行星或被其他太空岩石撞击造成的 。