“遠(yuǎn)離塵囂”的系外行星挑戰(zhàn)了形成假說
通過使用紅外線照相機(jī),天文學(xué)家拍攝了一顆粉紅色的太陽系外行星,幾乎最小的粉紅色行星伴隨了一顆類似太陽的主恒星,這顆行星GJ504b比天文學(xué)家預(yù)期的溫度要低,色彩更藍(lán)。夏威夷天文臺的斯巴魯望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了GJ504b,它是一顆深紫色或類似于黑玫瑰色彩的行星。NASA戈達(dá)德太空飛行中心的研究員邁克爾·麥爾溫解釋說,假設(shè)有地球人旅行到了這顆行星的周圍,那么他們可能看到一個(gè)散發(fā)熱氣和噴灑光彩的行星世界,GJ504b帶有行星形成時(shí)期的熱量和色彩,它的美麗色調(diào)使人想起了黑櫻桃花盛開的季節(jié),深紫色的黑櫻桃花行星散發(fā)出迷人的景色。
近紅外線照相機(jī)拍攝了行星的畫面,GJ504b比其它成像行星的色彩更藍(lán),它的大氣可能含有較少的云量,行星GJ504b繞著主恒星GJ504旋轉(zhuǎn),恒星GJ504距離我們的地球?yàn)?7光年,溫度比太陽略高,人們通過肉眼可以看到位于處女座的隱隱約約閃亮的GJ504。恒星GJ504的年齡為1.6億年,相比較一下,地球的年齡為45億年。迄今為止,GJ504b是第一顆用照相機(jī)直接拍攝的最小的太陽系外行星,它實(shí)際上是一顆巨大的氣體行星,大約為太陽系內(nèi)木星體積的4倍,行星GJ504b與主恒星GJ504的距離大約為地球到太陽距離的44倍。

由于行星與恒星的距離十分遙遠(yuǎn),行星GJ504b遠(yuǎn)離了主恒星GJ504的宜居帶,它表面的有效溫度大約為460華氏度或237攝氏度。行星GJ504b的特征挑戰(zhàn)了現(xiàn)有的“核心吸積模型”理論,根據(jù)科學(xué)界廣泛認(rèn)可的行星形成理論,在小行星和彗星相互碰撞的過程中產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的內(nèi)核,好似木星有一個(gè)內(nèi)核,當(dāng)內(nèi)核結(jié)構(gòu)體得到更多的物質(zhì)時(shí),大質(zhì)量內(nèi)核體產(chǎn)生了強(qiáng)大的引力,內(nèi)核體由此吸收了更多的周圍物質(zhì),大量的氣體和碎片物質(zhì)構(gòu)成了圓盤碟狀體。
核心吸積模型理論難以解釋行星GJ504b形成的原因,它遠(yuǎn)離了自己的主恒星。馬庫斯·詹森在位于新澤西州的普林斯大學(xué)的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目中心從事博士后研究,詹森解釋說,在廣泛認(rèn)可的行星形成的理論架中,行星距離主恒星相對遙遠(yuǎn),這類行星的形成是最難理解的問題。天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了距離主恒星相對遙遠(yuǎn)的行星GJ504b,這意味著他們將要采取謹(jǐn)慎而嚴(yán)肅的態(tài)度,或者考慮其它補(bǔ)充和替代的行星形成理論,或者重新評價(jià)和修正核心吸積理論,彌補(bǔ)目前行星形成基本假設(shè)的不足。

行星GJ504b的探測項(xiàng)目包含在一個(gè)更大的觀測計(jì)劃中,通過使用斯巴魯望遠(yuǎn)鏡,科學(xué)團(tuán)隊(duì)對系外行星和該行星的圓盤碟狀體進(jìn)行詳細(xì)觀測,這一戰(zhàn)略性的科學(xué)探測項(xiàng)目被稱之為SEEDS,大探測項(xiàng)目的目標(biāo)是尋找行星形成的原因??茖W(xué)團(tuán)隊(duì)在大項(xiàng)目研究中使用了近紅外線波段的圖像系統(tǒng),觀測和分析了不同的尺度和年齡的恒星系。東京工業(yè)大學(xué)的岡野·葛原解釋說,直接成像技術(shù)為科學(xué)家?guī)砹藥椭?,他們可以測量系外行星的光度和溫度、大氣成分和軌道參數(shù)等指標(biāo)。
目前的直接成像技術(shù)不適用于緊隨一顆明亮主恒星的微弱行星,探測微弱行星的困難性好似在一道刺眼的探照燈前拍攝一個(gè)螢火蟲。岡野·葛原和同事將發(fā)現(xiàn)系外行星GJ504b的成果發(fā)表在《天體物理學(xué)》雜志。斯巴魯望遠(yuǎn)鏡攜帶了兩個(gè)特別的儀器,一個(gè)是下一代斯巴魯自適應(yīng)性光學(xué)儀器,它可以改變玻璃鏡面的形狀,補(bǔ)償當(dāng)光線受大氣影響時(shí)產(chǎn)生的扭曲值,一個(gè)是紅外線照相機(jī)和光譜儀,它們可以幫助科學(xué)家將微弱的系外行星光線從復(fù)合光源中篩選出來,有助于科學(xué)家發(fā)現(xiàn)系外行星的存在和它們的特性。

(編譯:2021-8-11)
(https://weibo.com/u/6320497409)