天文学家近期确认了一颗正在形成的系外行星,它位于一颗年轻恒星周围的物质云中。这颗行星的年龄尚不足100万年,是目前已知的最年轻系外行星。这颗“婴儿”行星的发现有助于科学家们更深入地理解行星,特别是像地球这样的行星的形成过程。这颗年轻的行星被命名为Elias 2-24 b,围绕一颗新生恒星运行,距离地球约450光年,其质量在木星的2到4倍之间,与母恒星的距离几乎是海王星与太阳之间距离的两倍。
早在2017年,天文学家就已发现这颗系外行星的初步迹象。当时,他们留意到恒星的原行星盘中出现了一个小空隙,这通常是行星形成的标志,表明那里的物质因引力聚集而开始形成行星。然而,在那时没有直接观测到这颗外星世界。在最新研究中,研究人员结合了三台望远镜的数据,仔细观察了原行星盘的空隙。用到的望远镜包括夏威夷的W. M. Keck天文台、智利的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列和智利的欧洲南方天文台甚大望远镜。研究团队不仅成功拍摄到了这颗行星并确认了它的存在,还测定了其年龄,结果显示它可能不到100万年。这项研究的成果发表在《天体物理学杂志快报》上。
该研究的第一作者、智利迭戈波塔莱斯大学的博士生Andrea Bernardi表示:“这颗行星之所以特别,是因为它的年轻。”目前已知的最古老系外行星是PSR B1620-26 b,也称为“玛土撒拉”,其形成时间在大爆炸后约11亿年。而新发现的Elias 2-24 b大约比地球年轻5000倍,相当于一名出生两三天的人类婴儿。
虽然之前已有婴儿系外行星的发现,但其观察年龄上限存在一定限制。过去,已知最年轻系外行星的年龄普遍在500万年左右,这主要是因为望远镜技术的局限,无法在行星形成的早期阶段发现其存在。然而,随着技术的进步,科研团队成功突破了这一限制。例如,2024年发现的TIDYE-1b的年龄约为300万年,2025年的AB Aurigae b可能只有200万年。这颗新发现的行星的年龄是已知系外行星的一半,为科学家提供了一个研究行星形成初期的重要机会。
领导2017年初步研究的IAE天文学家Lucas Cieza表示:“我们的行星形成模型在解释此前最年轻的行星记录时遇到了困难,这颗新行星表明我们现有的模型中存在一些重要的遗漏。”
目前已发现的6000多颗系外行星中,多数是通过凌星法被发现。这一方法的缺陷在于,如果外星行星隐藏在原行星盘中,就难以探测,因为它们的光线会被物质云遮挡。因此,发现年轻系外行星的唯一途径是原行星盘与地球呈垂直方向,使得天文学家能从上方直接观察。这非常具有挑战性,因为恒星的光辉往往让人忽视周围的物质盘。Cieza指出,目前对婴儿行星的研究仍属起步阶段。
未来,随着NASA即将启用的南希·格雷斯·罗马空间望远镜的投入使用,情况或将有所改变。该望远镜已于8月30日发射,目前正在调试中,预计将开展长达数十年的观测任务。罗马望远镜配备了先进的日冕仪,能够有效遮挡恒星光线,为行星环境的研究提供便利。专家预测,其使命期间可能会发现多达10万颗新系外行星,并减少对已老行星的偏见,有望找到更多年轻的行星。Cieza表示:“这只是发现新时代的开始,罗马望远镜将推动行星搜索达到新的高度。”
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