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围绕一颗独特的年轻恒星运行的世界被发现,为天文学家提供了

这颗新发现的行星的母恒星仍然被两颗行星形成时形成的圆盘状物质所环绕,这让科学家得以一瞥行星早期的演化过程。

十多年来,天文学家一直在寻找绕着AU显微镜(AU Microscopii)运行的行星,这是一颗附近的恒星,周围仍有形成时遗留下来的圆盘状碎片。现在,科学家们利用美国宇航局的凌日系外行星调查卫星(TESS)和已退役的斯皮策太空望远镜的数据报告,发现了一颗大约和海王星一样大的行星,在一周多的时间里围绕着这颗年轻的恒星旋转。

美国宇航局的凌日系外行星调查卫星(TESS)和已退役的斯皮策太空望远镜发现了一颗海王星大小的年轻行星,它绕着金显微镜(AU Microscopii)运行,这是一颗冷却的m型红矮星,它在附近被巨大的圆盘状碎片包围。这一发现使该系统成为理解恒星和行星如何形成和演化的试金石。资料来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心

该系统简称为AU Mic,提供了一个独一无二的实验室,用于研究行星及其大气的形成、演化以及与恒星的相互作用。

金是附近的一颗年轻的矮星。它的周围环绕着一个巨大的碎片盘,其中移动的尘埃团被追踪到。现在,多亏了TESS和Spitzer,它有了一颗可以直接测量大小的行星。位于弗吉尼亚州费尔法克斯的乔治梅森大学的博士生Bryson Cale说。没有其他已知的系统可以检查所有这些重要的箱子。

这颗新行星名为AU Mic b,由凯尔和他的导师彼得·普拉夫陈(George Mason大学物理和天文学助理教授)共同撰写的一篇论文对其进行了描述。他们的报告发表在6月24日星期三的《自然》杂志上。

AU Mic b出现在美国宇航局的新海报上,有英语和西班牙语版本,是《恐怖星系》系列的一部分。这个有趣但内容丰富的系列节目由科学家和艺术家合作制作,由美国宇航局的系外行星探索计划办公室制作。

AU Mic是一颗冷的红矮星,年龄估计在2000万到3000万年之间,与我们的太阳相比,它是一个恒星的婴儿,太阳的年龄至少是太阳的150倍。这颗恒星是如此年轻,它主要是由于自身引力将其向内压缩而产生的热量而发光的。这颗恒星不到10%的能量来自其核心的氢氦聚变,这个过程为像太阳这样的恒星提供了能量。

该系统位于31.9光年之外的南座显微镜中。它是附近一个名为贝塔星运动群的恒星集合的一部分,它得名于一个更大、更热的a型恒星,该恒星拥有两颗行星,同样被一个碎片盘包围着。

虽然这两个星系的年龄相同,但它们的行星却明显不同。行星AU Mic b几乎环绕着它的恒星,每8.5天绕恒星公转一周。它的质量还不到地球质量的58倍,属于类海王星的世界。但是,Pictoris b和c的质量都至少是AU Mic b的50倍,它们绕恒星运行一周的时间分别为21年和3.3年。

我们认为AU - b是在远离恒星的地方形成的,然后向内迁移到目前的轨道上,这种情况可能发生在行星与气体盘或其他行星引力作用时。合著者托马斯·巴克利说,他是巴尔的摩郡马里兰大学的副研究员,也是美国宇航局戈达德太空飞行中心TESS的副项目科学家。相比之下,贝塔Pictoris的轨道似乎没有迁移多少。这些年代相似的星系之间的差异可以告诉我们很多行星是如何形成和迁移的。

探测像AU Mic这样围绕恒星的行星是一个特别的挑战。这些风暴恒星拥有强大的磁场,可以被恒星黑子覆盖。类似太阳黑子的较冷、较暗、高磁场区域;频繁爆发强大的恒星耀斑黑子和它们的耀斑都会导致恒星亮度的变化。

2018年7月和8月,当苔丝在观察AU时,这颗恒星产生了大量的耀斑,其中一些耀斑比太阳上记录的最强耀斑还要强烈。该团队进行了详细的分析,以从TESS数据中去除这些影响。

在我们看来,当一颗行星从其恒星前方穿过时,这种现象称为凌日,它的通过会导致恒星亮度明显下降。TESS一次监测27天的大片天空,称为“扇区”。在这长时间的凝视中,任务的照相机定期捕捉快照,使科学家能够跟踪恒星亮度的变化。

恒星亮度有规律的下降表明可能有凌日行星。通常至少要观测两次凌日才能确认行星的存在。

幸运的是,苔丝三次凌日中的第二次发生在飞船接近地球最近点的时候。在这种时候,TESS不会进行观察,因为它正忙于向下链接所有存储的数据。新墨西哥大学研究助理教授、合著者戴安娜·德拉戈米尔说。为了填补这一空白,我们的团队在斯皮策上获得了观测时间,它在2019年捕获了另外两次凌日现象,这使我们能够确认AU Mic b的轨道周期。

斯皮策是一个多用途红外观测站,从2003年开始运作,直到2020年1月30日退役。事实证明,该任务尤其擅长探测和研究低温恒星周围的系外行星。斯皮策在最后一年传回了天文观测数据。

由于凌日所阻挡的光量取决于行星的大小和轨道距离,TESS和Spitzer凌日提供了对行星大小的直接测量。对这些测量结果的分析表明,这颗行星大约比海王星大8%。

地面望远镜上的观测仪器提供了行星质量的上限。当行星在轨道上运行时,它的引力会牵拉它的主星,而主星也会相应地轻微移动。大型望远镜上的灵敏仪器可以探测到恒星的径向速度,即它在我们视线内来回的运动。该研究小组综合了w·m·凯克天文台、美国宇航局位于夏威夷的红外望远镜以及位于智利的欧洲南方天文台的观测结果,得出结论认为AU Mic b的质量小于58个地球。

这一发现显示了TESS的力量,它可以为已经被充分研究过的恒星提供新的见解,比如AU - Mic,那里可能有更多的行星等待被发现。

在TESS的数据中还发现了一个额外的候选凌日事件,TESS有望在今年晚些时候在其延长的任务中再次访问澳大利亚,Plavchan说。我们正在继续用精确的径向速度测量来监测这颗恒星,所以请继续关注。

几十年来,由于AU的邻近、年轻和明亮的碎片盘,天文学家们一直对它很感兴趣,认为它可能是行星的家园。现在苔丝和斯皮策在那里找到了一个,故事又回到了原点。AU Mic是一个试金石系统,是一个附近的实验室,用于了解恒星和行星的形成和演化,这些将在未来几十年被研究。

想了解更多关于这项研究的信息:

天文学家发现《;Infant’一颗海王星大小的行星,环绕它的恒星运行8天

天文学家发现的海王星大小的系外行星

参考文献:在前主序星周围的碎片盘内的一颗行星。彼得?Plavchan托马斯·巴克利,乔纳森?Gagné彼得高,布赖森风度,威廉?Matzko戴安娜Dragomir,山姆·奎因Dax祝你快乐,Keivan Stassun,伊恩·j·m·克罗斯菲尔德(David a . Berardo大卫·w·莱瑟姆本越南计量,Guillem Anglada-Escudé,乔治·雷克罗兰?Vanderspek Sara Seager约书亚·n·韦恩,乔恩·m·詹金斯斯蒂芬?莱因哈特斯科特达因,约翰?Doty Akshata?克里希纳穆尔蒂弗雷德·亚当斯,丹尼斯·a·Afanasev底盘Beichman,迈克,布兰登·鲍勒Brinkworth卡罗琳。他是bradford卡罗琳·j·布朗,安德鲁?Cancino David r . Ciardi马克Clampin,杰克·t·克拉克,凯伦·柯林斯凯西戴维森,丹尼尔Foreman-Mackey,伊莉斯可?福尔兰正,作者埃里克·j·盖多斯,克莱尔基因,弗兰克·吉登斯,艾米丽·吉尔伯特,瑞安大厅,理解的命运,托德·亨利,乔纳森?霍纳安德鲁·w·霍华德,切尔西黄,约瑟夫·胡贝尔斯蒂芬·r·凯恩马修·Kenworthy约翰?Kielkopf大卫·基平克里斯?Klenke伊桑?克鲁斯娜塔莎Latouf,帕特里克·劳伦斯Bertrand Mennesson,马修·鲁如坤等肖恩·m·米尔斯,蒂姆?莫顿Norio成田,伊丽莎白牛顿,杰克时候,美国Nishimoto安瑞科Palle,约书亚胡椒,Elisa诉昆塔纳,阿基Roberge说道,Veronica Roccatagliata,约书亚·e·Schlieder安吉拉?坦纳,约翰娜泰斯科,c . g . Tinney安德鲁?Vanderburg卡斯帕·冯·布劳恩,伯尼Walp,杰森,沙龙Xuesong Wang丹尼斯Weigand,罗素白色,Robert a . Wittenmyer邓肯·j·赖特Allison Youngblood回族张和Perri Zilberman, 2020年6月24日,自然。

DOI: 10.1038 / s41586 - 020 - 2400 - z

TESS是一个NASA天体物理探测项目,由麻省理工学院领导和管理,由NASA戈达德太空飞行中心管理。其他合作伙伴包括总部位于弗吉尼亚州福尔斯彻奇的诺斯罗普·格鲁曼公司;美国宇航局在加州硅谷的艾姆斯研究中心;马萨诸塞州剑桥的哈佛-史密森天体物理中心;MIT’ s林肯实验室;以及位于巴尔的摩的太空望远镜科学研究所。全世界有十多所大学、研究机构和天文台参与了这项任务。

位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室(JPL)为位于华盛顿的nasa科学任务理事会管理着“斯皮策”任务。科学团体通过位于帕萨迪纳加州理工学院IPAC红外科学档案馆的斯皮策数据档案继续分析斯皮策的科学数据。科学操作是在加州理工学院的斯皮策科学中心进行的。航天器的操作总部设在科罗拉多州利特尔顿的洛克希德·马丁航天公司。加州理工学院为NASA管理喷气推进实验室。

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