巨型系外行星更容易在有尘埃和碎片的年轻恒星周围发现

admin 2018-05-15

这位艺术家的渲染显示了一个大的系外行星,导致小的物体在一片尘埃中相撞。积分:NASA / JPL-Caltech

em新研究表明,长周期轨道的巨型系外行星更容易在周围有尘埃和碎片的年轻恒星周围发现,而不是那些没有光盘的年轻恒星。 / em

没有地图可以显示隐藏在我们银河系中的数十亿系外行星 - 它们与星星相比如此遥远而微弱,很难找到它们。现在,寻找新世界的天文学家已经为巨型系外行星建立了一个可能的路标。

一项新的研究发现,远离恒星轨道的巨型系外行星更可能在周围有尘埃和碎片的年轻恒星周围发现,而不是没有光盘的恒星。该研究发表在“天文学报”上,重点是行星超过木星质量的五倍。这项研究是迄今为止最大的含尘尘埃星体,并且已经找到了最好的证据,即巨大的行星负责保持这种材料。

“我们的研究对未来任务如何计划观察哪颗恒星很重要,”加利福尼亚州帕萨迪纳IPAC / Caltech的首席作者兼助理研究科学家Tiffany Meshkat说。 Meshkat作为美国宇航局喷气推进实验室在帕萨迪纳的博士后研究员研究这项研究。 “许多通过直接成像发现的行星都存在于有碎片的系统中,现在我们知道尘埃可能是未被发现的世界的指标。”

天文学家发现,找到长周期巨型行星的可能性是具有碎片盘的恒星比没有盘的恒星大9倍。加州理工学院的研究生Marta Bryan进行了统计分析,确定了这一结果。

研究人员将来自130颗单星系统的数据与美国宇航局斯皮策太空望远镜探测到的碎片磁盘相结合,并将它们与似乎不托管磁盘的277颗星相比较。这两个明星组的年龄介于几百万到十亿年之间。在这130颗恒星中,有100颗先前被扫描过系外行星。作为这项研究的一部分,研究人员使用夏威夷的W. M. Keck天文台和智利的欧洲南方天文台的超大望远镜对其他30个地区进行了跟踪。他们没有在这30个系统中检测到任何新的行星,但这些额外的数据有助于表征含有磁盘的系统中行星的丰度。

这项研究并没有直接解决为什么巨型系外行星会造成碎片盘形成。研究人员认为,巨大行星的巨大重力会导致被称为行星的小物体剧烈碰撞,而不是形成适当的行星,并作为光盘的一部分留在轨道上。

“有可能我们在这些系统中找不到小行星,因为在早期,这些巨大的物体摧毁了岩石行星的积木,使它们高速砸碎而不是轻轻地结合在一起”,合着者迪米特里·马威特,加州理工学院天文学副教授和JPL高级研究科学家。

另一方面,巨型系外行星比岩石行星更容易被探测到,而且这些系统中还有一些尚未被发现。

我们自己的太阳系是气体巨人的家园,负责制造“碎片带” - 由木星形成的火星与木星之间的小行星带,以及由海王星塑造的柯伊伯带。 Meshkat和Mawet研究的许多系统也有两条带子,但它们也比我们的年龄要小得多,比我们现在的45亿年的现有时间高达10亿年。这些系统的年轻人部分解释了为什么他们包含更多的尘埃 - 这是由于小型物体碰撞产生的 - 比我们的要多。

该研究中讨论的一个系统是Beta Pictoris,它直接从地面望远镜成像。这个系统有一个碎片盘,彗星和一个证实的系外行星。实际上,科学家根据突出磁盘的存在和结构预测了这颗行星的存在,然后才被证实。

在另一种情况下,在一个碎片中出现两个尘带表明系统中可能有更多的行星保持这些带的重力,正如四大行星HR8799系统中的情况一样。巨大行星的引力轻轻地将彗星向内推向恒星,这可能模仿我们约40亿年前太阳系历史的时期,即晚期重轰击(Late Heavy Bombardment)。科学家们认为,在那段时间里,木星,土星,天王星和海王星的迁移将灰尘和小块物体转移到我们今天看到的柯伊伯和小行星带。当太阳年轻的时候,我们的太阳系中也会有更多的尘埃。

“通过向天文学家展示诸如美国宇航局詹姆斯韦伯太空望远镜等未来任务寻找巨型系外行星的最佳机会,这项研究为未来的发现铺平了道路,”JPL的Karl Stapelfeldt说,他是NASA外行星勘探计划办公室和研究公司的首席科学家。 -作者。

PDF文件副本:Spitzer直接影像调查发现的碎片磁盘:尘埃系统中发生巨型行星

来源:伊丽莎白兰道,喷气推进实验室


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