天文学家发现行星形成的第一步 与理论预期相反

天文学家发现行星形成的第一步与理论预期相反天文学家已经非常善于发现恒星周围行星形成的迹象。然而，要完全掌握行星的形成，关键是要研究这一过程尚未开始的情况。但对年轻恒星金牛座DG的最新详细观测表明，它有一个光滑的原行星盘，没有行星形成的迹象。这次成功地没有发现行星的形成可能表明金牛座DG正处于行星形成的前夜。用ALMA观测到的金牛座DG周围磁盘的无线电波发射强度图像。圆盘中尚未形成星环，这表明它正处于行星形成之前。资料来源：ALMA(ESO/NAOJ/NRAO),S.Ohashietal.原行星盘和行星的成长行星是在原恒星（仍在形成过程中的年轻恒星）周围的气体和尘埃盘（称为原行星盘）中形成的。行星的生长速度非常缓慢，因此无法观察到行星的演变过程，因此天文学家需要观测许多处于行星形成过程中不同阶段的原恒星，以建立理论上的认识。这次，由日本国立天文台（NAOJ）的大桥谕（SatoshiOhashi）领导的国际研究小组利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA），对位于金牛座方向410光年外的一颗相对年轻的原恒星--DG金牛座周围的原行星盘进行了高分辨率观测。研究小组发现，DG金牛座的原行星盘非常光滑，没有任何表明行星正在形成的环。这让研究小组相信，金牛座DG系统将来会开始形成行星。意外发现和未来研究研究小组发现，在行星形成前的这一阶段，中心原恒星40AU（约为太阳系天王星轨道大小的两倍）范围内的尘粒仍然很小，而在这一半径之外，尘粒的体积已经开始增大，这是行星形成的第一步。这与行星形成始于星盘内部的理论预期相反。这些结果为行星开始形成时的尘埃分布和其他条件提供了令人惊讶的新信息。未来对更多实例的研究将进一步加深我们对行星形成的理解。参考文献：《ALMA三波段频率观测揭示的DGTau原恒星周围光滑盘中的尘埃富集和晶粒生长》，作者：SatoshiOhashi、MunetakeMomose、AkimasaKataoka、AyaEHiguchi、TakashiTsukagoshi、TakahiroUeda、ClaudioCodella、LindaPodio、TomoyukiHanawa、NamiSakai、HiroshiKobayashi、SatoshiOkuzumi和HidekazuTanaka，2023年8月28日，《天体物理学报》。DOI:10.3847/1538-4357/ace9b9编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404957.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404957.htm

天文学家发现银河系中最古老的行星碎片 被摧毁的星系残留物

天文学家发现银河系中最古老的行星碎片被摧毁的星系残留物艺术家对老白矮星WDJ2147-4035和WDJ1922+0233的印象，它们被轨道上的行星碎片所包围，这些碎片将吸附在恒星上，污染它们的大气。WDJ2147-4035是极其红色和暗淡的，而WDJ1922+0233是异常的蓝色。资料来源：华威大学/MarkGarlick博士大多数恒星，包括像我们太阳这样的恒星最终会变成白矮星。白矮星是一颗已经用完所有燃料的恒星，失去了它的外层，现在正经历着一个收缩和冷却的过程。在这个过程中，任何在轨道上的行星都会被打乱，在某些情况下，还会被摧毁，而它们的碎片会被留下来，吸附在白矮星的表面。为了进行这项研究，天文学家团队对欧洲航天局GAIA空间观测站探测到的两颗不寻常的白矮星进行了建模。这两颗恒星都受到了行星碎片的污染。其中一颗被发现为异常的蓝色，而另一颗则是迄今为止在本地银河系附近发现的最暗和最红的。两者都接受了科学家团队的进一步分析。天文学家们利用来自GAIA、暗能量调查和欧洲南方天文台的X-Shooter仪器的光谱和测光数据来计算这些恒星已经冷却了多长时间。他们发现"红色"恒星WDJ2147-4035的年龄约为107亿年，其中102亿年是作为白矮星冷却的时间。光谱学涉及分析来自恒星的不同波长的光。这可以检测出恒星大气中的元素何时吸收不同颜色的光，并帮助确定这些元素是什么，以及存在多少。通过分析WDJ2147-4035的光谱，研究小组发现了金属钠、锂和钾的存在，并初步探测到了碳在该恒星上的增殖--这使得该恒星成为迄今为止发现的最古老的金属污染的白矮星。第二颗"蓝色"恒星WDJ1922+0233只比WDJ2147-4035略微年轻，被成分类似于地球大陆地壳的行星碎片所污染。科学小组得出结论，尽管WDJ1922+0233的表面温度很低，但它的蓝色是由其不寻常的氦氢混合大气造成的。在红星WDJ2147-4035原本几乎是纯氦和高重力的大气中发现的碎片来自一个古老的行星系统，它在该星演化为白矮星的过程中幸存下来，这使得天文学家们得出结论，这是银河系中发现的围绕白矮星的最古老的行星系统。主要作者、华威大学物理系博士生阿比盖尔·埃尔姆斯说。"这些被金属污染的恒星表明，地球并不是唯一的，还有其他行星系统，其行星体与地球相似。97%的恒星都会变成白矮星，它们在宇宙中无处不在，所以了解它们非常重要，尤其是这些极冷的恒星。冷白矮星由我们银河系中最古老的恒星形成，它提供了关于银河系中最古老的恒星周围行星系统的形成和演变的信息。""我们正在发现银河系中最古老的恒星残骸，它们被曾经的类地行星所污染。想到这发生在100亿年的规模上，而且这些行星在地球形成之前就已经死亡，这真是令人惊讶。"天文学家还可以利用恒星的光谱来确定这些金属沉入恒星核心的速度，这使他们能够回顾过去，确定这些金属中的每一种在最初的行星体中的丰度。通过将这些丰度与在我们自己的太阳系中发现的天体和行星材料进行比较，我们可以猜测在恒星死亡并成为白矮星之前，这些行星会是什么样子--但在WDJ2147-4035的案例中，这已被证明是一种挑战。阿比盖尔解释说。"红星WDJ2147-4035是一个谜，因为吸积的行星碎片非常富含锂和钾，与我们自己的太阳系中已知的任何东西都不同。这是一颗非常有趣的白矮星，因为它的超冷表面温度、污染它的金属、它的老龄化，以及它具有磁性的事实，使它变得极为罕见"。华威大学物理系的Pier-EmmanuelTremblay教授说。"当这些古老的恒星在100多亿年前形成时，宇宙的金属含量没有现在这么丰富，因为金属是在进化的恒星和巨大的恒星爆炸中形成。这两颗被观测到的白矮星为行星的形成提供了一个令人兴奋的窗口，在一个金属贫乏和气体丰富的环境中，与太阳系形成时的条件不同。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332289.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332289.htm

天文学家利用新技术发现围绕两颗恒星运行的行星

天文学家利用新技术发现围绕两颗恒星运行的行星圆双星行星曾经只存在于科幻小说中，但由于美国宇航局开普勒任务收集的数据，天文学家现在知道多恒星系统比以前想象的更为常见。虽然许多恒星可能没有自己的行星，但天空中大约一半的恒星是由双系、三系或四系结构组成的。另一半是像我们的太阳一样的单恒星，尽管数量众多，但科学家们对围绕多个恒星系统形成的行星知之甚少。该研究的合著者、俄亥俄州立大学美国宇航局萨根天文学研究员戴维·马丁（DavidMartin）表示：“当一颗行星绕两颗恒星运行时，寻找行星可能会有点复杂，因为两颗恒星也在太空中移动。因此，我们如何探测这些恒星的系外行星，以及它们的形成方式，都是完全不同的。”新发现的系统被称为TOI-1338/BEBOP-1，用于行星探测调查“轨道行星护航的双星”，该团队发起的目的是增加已知的绕双星行星的数量。迄今为止，它是已知的第二个已知拥有多颗行星的双星系统。迄今仅发现了12个绕双星运行的行星系统。该研究揭示了一颗巨大的气态巨行星，它围绕两颗恒星的轨道周期为215天。但马丁说，他们的发现之所以如此特别，是因为这颗行星的位置。自1995年发现第一颗系外行星以来，天文学家已经发现了5000多个世界，其中大多数都是通过一种称为凌日法的技术来追踪的。该方法被广泛认为是证明其他世界存在的最有效方法，天文学家可以通过测量行星穿过恒星和地球观察者之间时光亮度的下降来间接探测行星。然而，在这项研究中，研究人员详细介绍了首次仅使用径向速度法进行的观测来探测已知的绕双星行星，这种方法依赖于测量行星随着时间的推移对其宿主恒星施加的引力变化。这与1995年寻找系外行星（现在称为Dimidium）的方法相同。马丁说：“虽然人们以前能够使用径向速度很容易地找到单星周围的行星，但这项技术并没有成功地用于搜索双星。”这是因为径向速度虽然成功地探测到单颗恒星周围的行星，但在历史上却很难在存在多组恒星光谱的双星中找到行星。然而，通过瞄准其中一颗恒星比另一颗恒星亮得多的双星，BEBOP计划很快就能帮助发现更多恒星。之前的研究表明，径向速度可以用来定位天文学家已经知道的开普勒16行星系统，但这项研究通过发现一颗全新的行星而推进了这项工作。这一发现对于致力于在其他行星上寻找生命的科学家来说也是个好兆头，因为根据这项研究，在这个双星系统中已经发现的内行星将是詹姆斯·韦伯太空望远镜进行大气研究的主要候选者。大气特征寻找生物活动的证据，并评估一颗行星拥有地球上人类所知的有利于生命生存的条件的可能性。马丁说，如果美国宇航局选择在这项研究中将韦伯的目光转向这颗行星，那么这将是第一个适合大气调查的同类系统。“如果我们要揭开环双星行星背后的神秘和复杂性，我们的发现提供了新的希望。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1366807.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1366807.htm

天文学家借助年轻恒星周围的水蒸气揭开行星形成的“宇宙秘方”

天文学家借助年轻恒星周围的水蒸气揭开行星形成的“宇宙秘方”天文观测的突破这些新发现得益于智利阿塔卡马沙漠中的望远镜群--阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）。曼彻斯特大学的朱德瑞尔班克天体物理中心（JodrellBankCentreforAstrophysics）是英国ALMA区域中心节点（UKARC）的所在地，该中心为使用ALMA的英国天文学家提供支持。曼彻斯特大学高级客座研究员AnitaRichards博士曾是英国ARC的成员，她在验证"波段5"接收器系统运行的小组中发挥了关键作用，该系统对于ALMA生成详细的水图像至关重要。理查兹博士说："直接测量行星形成过程中的水蒸气含量，让我们更进一步了解制造海洋世界有多容易--有多少水是附着在凝结的岩石上，还是主要是后来添加到几乎完全形成的行星上的？这种观测需要最干燥的条件，只有利用智利的ALMA阵列才能进行如此详细的观测"。天文学家在一颗年轻恒星周围的圆盘中发现了水蒸气，而这正是行星可能正在形成的地方。在这张图片中，来自阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）的新观测数据（ESO是该阵列的合作伙伴）显示了水蒸气的蓝色色调。在年轻恒星所在的圆盘中心附近，环境温度更高，气体也更明亮。红色的环是ALMA之前的观测结果，显示了恒星周围尘埃的分布。资料来源：ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/S.Facchinietal.来自金牛座HL星系统的发现发表在《自然-天文学》（NatureAstronomy）杂志上的观测结果表明，在距离地球450光年的金牛座年轻的类太阳恒星HLTauri的内盘中，水的数量至少是地球所有海洋的三倍。领导这项研究的意大利米兰大学天文学家斯特凡诺-法奇尼说："我从未想象过，我们能在行星可能形成的同一区域捕捉到水蒸气海洋的图像"。共同作者、意大利博洛尼亚大学天文学家莱昂纳多-特斯蒂补充说："在距离我们450光年的地方，我们不仅能探测到水蒸气，还能捕捉到详细的图像，并对水蒸气进行空间分辨，这确实非常了不起。"利用ALMA进行的这些观测可以在一千米的距离上显示出像头发丝一样细小的细节，使天文学家能够确定水在圆盘不同区域的分布情况。对行星形成的影响在金牛座HL星圆盘存在一个已知缺口的区域发现了大量的水--一个行星可能正在形成的地方。在富含气体和尘埃的圆盘上，年轻的类行星天体在聚集物质并成长的过程中，会在圆盘上形成径向间隙。这表明，这些水蒸气可能会影响在这些区域形成的行星的化学成分。但是，用地面望远镜观测水并非易事，因为地球大气中大量的水蒸气会降低天文信号的质量。ALMA由欧洲南方天文台（ESO）及其国际合作伙伴共同运营，位于海拔约5000米的高海拔地区，建在一个高而干燥的环境中，专门用于最大限度地减少这种退化，从而提供了卓越的观测条件。迄今为止，ALMA是唯一能够绘制冷行星形成圆盘中水分布图的设施。构成圆盘的尘粒是行星形成的种子，它们相互碰撞并聚集成越来越大的天体，围绕恒星运行。天文学家认为，在足够冷的地方，水会冻结在尘粒上，尘粒会更有效地粘在一起--这是行星形成的理想场所。英国天文学研究中心（UKARC）的成员正在为ALMA的重大升级做出贡献，ALMA与欧洲南方天文台（ESO）的超大望远镜（ELT）也将在十年内上线，这将为行星的形成以及水在其中扮演的角色提供更清晰的视角。特别是METIS（中红外ELT成像仪和摄谱仪），它将为天文学家提供行星形成盘内部区域的无与伦比的视角，像地球这样的行星就是在这里形成的。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423109.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423109.htm

系外行星新发现挑战既定天文学理论

系外行星新发现挑战既定天文学理论天文学家发现了一颗独特的木星大小的行星，命名为TOI-4860b，它围绕着金牛座的一颗低质量恒星运行。这颗富含重元素的行星打破了传统的行星形成模型。这一发现为研究"暖木星"的大气特性提供了机会，并为行星的形成过程提供了启示，而这一过程可能是由丰富的重元素催化的。这颗新发现的气体巨行星被命名为TOI-4860b，它是一颗不寻常的行星，原因有二：质量如此之低的恒星预计不会承载像木星这样的行星，而且这颗行星似乎特别富含重元素。这项研究由伯明翰大学天文学家领导，本月初发表在《皇家天文学会月刊》上的一封信中。"根据典型的行星形成模型，恒星的质量越小，恒星周围物质盘的质量就越小。由于行星是从该圆盘中产生的，因此人们普遍认为像木星这样的高质量行星是不会形成的"。-乔治-德兰斯菲尔德，伯明翰大学博士生这颗行星最初是通过美国宇航局的凌日系外行星巡天卫星发现的，因为它在宿主恒星前凌日时亮度下降，但仅凭这些数据还不足以确认它是一颗行星。研究小组利用位于智利阿塔卡马沙漠的SPECULOOS南天文台测量了多个波长的行星信号，并验证了其行星性质。天文学家们还在这颗行星消失在主恒星后面之前和之后对其进行了观测，发现光线没有任何变化，这意味着这颗行星没有发出任何光线。最后，研究小组与一个日本小组合作，使用夏威夷的斯巴鲁望远镜。他们一起测量了这颗行星的质量，从而完全确认了这颗行星。跟踪这颗恒星并确认其行星是SPECULOOS项目中一组博士生的倡议。"行星的特性中隐藏着可能发生了什么的暗示，它似乎特别富含重元素。我们在宿主恒星中也探测到了类似的东西，因此很可能是丰富的重元素催化了行星的形成过程"。-伯明翰大学AmauryTriaud教授挑战既定理论最近在伯明翰大学提交论文的博士生乔治-德兰斯菲尔德（GeorgeDransfield）解释说："根据典型的行星形成模型，恒星的质量越小，恒星周围物质盘的质量就越小。由于行星是从该圆盘中产生的，因此人们普遍认为像木星这样的高质量行星不会形成。不过，我们对此很好奇，想检查一下行星候选者是否有可能形成行星。TOI-4860是我们首次确认的，也是质量最低的恒星承载着如此大质量的行星。"领导这项研究的伯明翰大学系外行星学教授AmauryTriaud说："我非常感谢我们团队中聪明的博士生们提出了观测TOI-4860这样的系统。他们的工作确实得到了回报，因为像TOI-4860这样的行星对于加深我们对行星形成的理解至关重要。TOI-4860的行星属性中隐藏着可能发生了什么的蛛丝马迹，它似乎特别富含重元素。我们在宿主恒星中也探测到了类似的东西，因此很可能是丰富的重元素催化了行星的形成过程"。"特征和进一步研究这颗新的气态巨行星需要大约1.52天的时间才能围绕其宿主恒星完成一个完整的轨道，但由于其宿主恒星是一颗低质量的冷恒星，因此这颗行星本身可以被称为'暖木星'。天文学家希望在初步观测的基础上进一步了解这类行星是如何形成的，因此对这一行星亚类特别感兴趣。SPECULOOS项目的另一名学生、比利时列日大学的MathildeTimmermans总结说："TOI-4860b的发现为研究暖木星的大气特性和了解气态巨行星的形成过程提供了一个绝佳的机会。"最近，研究小组获得了智利甚大望远镜的望远镜时间，他们打算利用这段时间再确认几颗具有类似性质的行星。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378499.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1378499.htm

天文学家揭示宇宙“犯罪故事”：“这是一起行星抢劫案”

天文学家揭示宇宙“犯罪故事”：“这是一起行星抢劫案”天文学中有这样一条经验法则，即如果一颗恒星的质量是我们太阳的三倍以上，那么它就不可能有像木星那样大的行星。这个推理感觉很直观。巨大的恒星会释放出大量的辐射，因此创造出的环境对于萌芽中的世界来说毒性太大，无法达到我们太阳系气体巨行星的大小--一个巨大的球体，里面可以容纳大约1300个地球。谢菲尔德大学的天体物理学家RichardParker在一份声明中说：“虽然行星可以在大质量恒星周围形成，但很难设想像木星和土星这样的气态巨行星能够在如此恶劣的环境中形成，在那里来自恒星的辐射可以在行星完全形成之前将其蒸发。”然而（像往常一样）一些宇宙领域似乎违背了我们所知道的科学。近年来，科学家们至少发现了两个奇怪的行星系统，其中既有一颗木星大小的行星，也有一颗非常非常大的恒星。这是巧合？异常现象？还是错误的发现？也许不是。周三，Parker和来自英国谢菲尔德大学的研究人员提出了他们的工作理论，以解开这个谜团。他们建议，也许一些大质量的恒星是“小偷”。也许有些从较小的恒星那里“偷来了”木星大小的世界，把它当作自己的世界来携带。谢菲尔德大学的天文学家EmmaDaffern-Powell说：“从本质上讲，这是一次‘行星抢劫’，”她是这项理论研究的共同作者，该研究周三发表在《皇家天文学会月刊》上。尽管我们的宇宙是一个恒星“大熔炉”，但即使是最矛盾的恒星体也可能是从同样的气体和尘埃的余烬中诞生的。恒星共享“恒星托儿所”。根据该团队的新研究，这就是眼前这个“抢劫”的根源。因为行星也倾向于在这些“恒星托儿所”中出现，要么就在它们相应的主星旁边，要么就在外层空间自由漂浮，它们可能会被邻近的恒星“偷走”。特别是如果那颗恒星比真正的母星强很多的话。Daffern-Powell说：“我们知道，大质量的恒星在这些‘托儿所’中比类似太阳的恒星有更大的影响力，而且我们发现这些大质量的恒星可以捕获或‘偷窃’行星--我们称之为‘BEASTies’。”Parker说：“BEAST行星是无数系外行星系统的新成员，这些行星系统显示出令人难以置信的多样性，从与我们的太阳系非常不同的类日星周围的行星系统，到围绕进化或死亡恒星的行星。”简而言之，研究小组通过使用计算机模拟得出这一结论，表明聪明的BEASTies很可能被捕获或直接‘被绑架’，平均来说，在一个恒星形成区演化的头一千万年中，就有一次。Parker表示：“我们的结果进一步证实了这样一个观点：在更遥远的轨道上的行星--从地球到太阳的距离的100倍以上--可能没有围绕它们的母星运行。”...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1313753.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1313753.htm