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天文学家发现巨型星体周围的超级木星

发布时间:2018-05-19 浏览次数:22

国际科学家小组利用斯巴鲁下一代自适应光学系统和斯巴鲁望远镜上的红外摄像机和光谱仪使用高对比度仪器,发现了一种“超级木星”,一种质量约13是木星的一倍,轨道比海王星的轨道稍大。 /

使用夏威夷斯巴鲁望远镜的红外数据的天文学家发现了一颗亮星Kappa Andromedae上的“超级木星”,该星球现在拥有最大质量恒星的记录,这颗恒星被称为直接成像的行星或轻量级棕矮星伴侣。

指定的Kappa Andromedae b(简称Kappa和b),新物体的质量比木星大12.8倍。这使得它在分界线上摇摆不定,这种分界线将最庞大的行星与最低质量的褐矮星分开。研究人员称,这种模棱两可是其中的一个魅力,称它为超级木星,以接受两种可能性。

“根据传统的行星形成模型,Kappa和b只能通过融合产生能量而感到害羞,在这一点上,它将被认为是一颗棕矮星,而不是一颗行星,”发现小组的成员迈克尔麦克埃维恩说。在美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心,“但这不是确定性的,而其他考虑因素可能会将物体推到棕色矮人地区。”

巨大的行星慢慢地散发着他们自己编队留下的热量。例如,木星行星发出的能量大约是太阳能量的两倍。但是如果物体足够大,它就能够通过熔化称为氘的重氢形式在内部产生能量。 (另一方面,类似太阳的恒星通过类似的过程来产生能量,这种过程融合了较轻的和更常见的氢气形式)。可能发生氘聚变的理论质量 - 大约13个木星 - 标记了可能的最低质量棕矮星。

“Kappa和b,以前在HR 8799和Beta Pictoris周围成像的行星,以及通过非成像技术发现的最大质量的行星都可能代表了一类与小质量系外行星大致相同的物体,”铅研究员约瑟夫卡森,南卡罗来纳州查尔斯顿学院天文学家,德国海德堡马克斯普朗克天文学研究所。

Kappa和b的发现也让天文学家探索另一个理论极限。天文学家认为,大恒星可能产生大行星,但专家预测,恒星的缩放只能延伸到目前为止,或许只有太阳质量的几倍。年轻恒星的质量越大,它变得越亮越热,从而产生强大的辐射,可能破坏周星形气体和尘埃盘中行星的形成。

卡森补充道:“这个天体证明了与卡帕一样大的恒星,以及太阳质量的2.5倍,仍然完全有能力产生行星。

这项研究是斯巴鲁外行星和磁盘战略研究(SEEDS)的一部分,这是一项为期五年的努力,利用夏威夷Mauna Kea上的斯巴鲁望远镜对几百颗附近恒星周围的太阳系外行星和原行星盘进行直接成像。系外行星的直接成像是很少见的,因为昏暗的物体通常在恒星的耀眼眩光中消失。 SEEDS项目使用望远镜的自适应光学系统在近红外波段拍摄图像,该系统补偿了地球大气层的拖影效应,并与斯巴鲁下一代自适应光学和红外摄像机和光谱仪的高对比度仪器相配合。

年轻的恒星系统是直接系外行星成像的有吸引力的目标,因为年轻的行星没有足够长的时间来损失其地层中的大部分热量,这增强了它们在红外线中的亮度。该团队专注于Kappa星球,并且由于其相对年轻 - 根据其在一个名为Columba协会的恒星组成员的可能会员资格,预计年龄在3000万年,或仅为太阳系年龄的0.7%。 B9型恒星位于仙女座星座方向170光年远处,肉眼可见。

Kappa和b以恒星的距离为55倍,距离太阳的距离为平均距离,约为海王星的1.8倍;实际距离取决于系统如何面向我们的视线,而这一点并不清楚。该物体的温度约为2600华氏度(1400摄氏度),如果靠近人眼看,则会呈现鲜红色。

今年1月和7月,卡森的研究小组在今年1月和7月在四个不同的红外波长上进行了独立观测。比较相隔半年的两幅图像显示,Kappa和b与它的主星相同地展现了相同的运动,这证明这两个物体是受到引力束缚的,并且通过空间一起旅行。比较不同波长之间的超级木星的亮度,发现红外线的颜色类似于其他一些巨型行星在周围恒星成像时观察到的红色。

描述结果的论文已被接受在“天体物理学杂志”上发表,并将出现在未来的一期中。

纸(预印本):“直接成像发现'超级木星'围绕已故的B型星星Kappa和。”

SEEDS研究小组正在继续研究Kappa和b以更好地理解大气化学,约束其轨道并寻找可能的次级行星。

巧合的是,主持Kappa的恒星协会还包括另一个着名的高质量恒星HR 8799,它是天文学家直接对太阳系外行星进行直接成像的地方之一。该系统拥有几个气体巨型行星,质量和红外线颜色类似于Kappa和b。

来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心弗朗西斯雷迪;美国航天局

图片:美国宇航局戈达德太空飞行中心/ S。 Wiessinger; NOAJ /昴/ J。卡尔森,查尔斯顿学院;美国宇航局的戈达德太空飞行中心/ DSS


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