标新立异的恒星系

周一·最新发现 | 周二·牧夫专栏

周三·太空探索 | 周四·观测指南

周五·深空探测 | 周六·茶余星话 | 周日·天文周历

翻译：陆寅枫

校对：田程偲  陈艳玲  汪荣鑫

编排：胡暖暖

原文链接：https://www.cam.ac.uk/research/news/giant-planets-around-young-star-raise-questions-about-how-planets-form

图中的3条间隙表明了3颗气态巨行星的存在，加上先前在极近轨道距离发现的一颗热木星，这个年轻的恒星系统一共有了4颗巨行星。而这也给天文学家带来了许多问题。

天文学家发现了一颗不同寻常的恒星：尽管还很年轻，它周围却已经有四颗巨行星围绕其运行了，而且每一颗的个头都足有木星或土星那么大。这是天文学家首次在如此年轻的恒星系统中发现这么多巨行星。除此之外，这个系统还有着迄今所观测到的最大的轨道差：最外侧的行星轨道足足比最内侧的远了一千倍（要知道海王星的轨道半径也只有水星的八十倍不到）！这个系统是怎么形成的？这可给天文学家出了一个有趣的问题。

这颗恒星只有两百万年的年龄——在天文学尺度上来说这还只是幼儿时期。它周围环绕着一个巨大的由尘埃和冰组成的圆盘，也就是我们所熟知的原行星盘，一个恒星系统中的行星、卫星、小行星等天体都是在这个盘中诞生的。

这不是这颗恒星第一次吸引天文学家的注意力了。在此之前，天文学家就在它旁边发现了一颗“热木星”（热木星指一颗轨道非常靠近其母星的巨行星），那可是天文学家首次在如此年轻的恒星旁边发现热木星。虽然热木星是我们发现的第一种系外行星，但是它们的存在仍然困扰着天文学家：因为它们的轨道实在是离母星太近了，所以不太可能是在那儿直接形成的。

现在，一个由剑桥大学所带领的团队使用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）来为这颗热木星寻找可能的兄弟姐妹。他们发现在这颗年轻恒星的原行星盘中有三条清晰的间隙，根据他们的理论模型来看，这很有可能是由另外三颗环绕其运行的气态巨行星造成的。

这颗名为CI Tau的恒星距离我们大约500光年，位于一个非常高产的恒星工厂中。它周围的四颗行星有着相差甚大的轨道：如果以太阳系的尺寸做类比，最近的行星（上文提及的热木星）轨道与水星相当，而最远的行星轨道则超过了三倍海王星轨道。这四颗行星中靠外的两颗质量与土星差不多，而靠内的两颗其中一颗质量与木星相当，而另一颗约有十倍木星质量。

阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列所收集的数据。图中清晰可见3条间隙。

Credit: Clarke et al.

这项发现可给天文学家出了不少难题。大约1%的恒星在其系统中含有热木星，但是已知的热木星中绝大多数的年龄都是CI Tau的上百倍。“我们在CI Tau系统中所看到的这样极端的行星分布在含有热木星的系统中是否普遍还很难说，因为我们用于探测CI Tau系统中其他行星的方法——通过观测它们在原行星盘中造成的间隙——并不能被使用在年龄较大的恒星系统中，因为原行星盘是只有年轻系统才有的”，剑桥大学天文研究所的凯茜·克拉克(Cathie Clarke)教授说。

除此之外，最内侧行星的极近轨道是否由外侧的三颗行星所致，这又是否是产生热木星的普遍机制，而较远的两颗土星质量的行星又到底是如何形成的，这些还都是谜。

“行星形成模型通常都侧重于能够正确生成我们已观测到的种类的行星，这也是为什么新发现往往不能被现有的模型解释的原因”，克拉克说，“以我们现有的理解来说，土星质量的行星应该是先有一个固体内核，然后通过吸积大量气体而形成。但是这个过程应该相当缓慢，并且发生在距离母星很远的地方。在我们的模型中，很难在这样的距离生成如此大质量的行星。”

研究团队将来要做的便是在不同的波长上研究这个神秘的系统，希望能获得更多有关其原行星盘和行星的信息。与此同时，让我们一同期待ALMA可以做出更多令人惊讶的发现，重塑我们对行星形成的认知吧！

- e n d -

责任编辑：解仁江

牧夫新媒体编辑部

本账号系网易新闻•网易号“各有态度”签约账号

NASA过去60年所探索过的星球

谢谢阅读