科學家們發(fā)現(xiàn)了由一顆巨大的氣態(tài)系外行星和一顆微小的紅矮星組成的星系。這對不平衡的配對讓他們重新思考已知的關(guān)于行星如何形成的一切知識——并且同時思考宇宙中是否還存在大量未被發(fā)現(xiàn)的由大型行星圍繞著微小的恒星運行的星系。
加泰羅尼亞空間研究所(IEEC)的一個天文學團隊對一顆類似木星的大行星進行了一次觀測并獲得了罕見的發(fā)現(xiàn)。這顆大行星圍繞著一顆主恒星運行，但是對于這樣大小的行星來說，它顯得異常微小。紅矮星GJ 3512距離地球約30光年，其大小略大于太陽的十分之一。另一方面，它的系外行星的質(zhì)量幾乎是木星的一半，每204天繞矮星運行一周。
到目前為止，在宇宙中發(fā)現(xiàn)的4000顆系外行星中，只有10%左右是圍繞紅矮星運行的。紅矮星是最常見的恒星類型，其質(zhì)量通常不到太陽質(zhì)量的60%，但由于它們的昏暗，在廣闊的夜空中很難看到它們。
發(fā)表在《科學》(Science)雜志上的關(guān)于GJ 3512的研究表明，這顆特別的紅矮星表現(xiàn)出了一些奇怪的行為，移動速度比正常情況下要快，這表明它有一個相當大的伴星。
IEEC的天體物理學家和該研究的主要作者，胡安·卡洛斯·莫拉萊斯博士（Juan Carlos Morales, Ph.D.）回憶說，當?shù)谝淮斡^測到這對奇怪的雙星時，他認為這是一個雙星系統(tǒng)的例子，因為行星系統(tǒng)發(fā)出了大量的相關(guān)跡象。
“我們非常驚訝，”莫拉萊斯告訴茵萊斯。“這顆行星很罕見，因為理論形成模型表明，低質(zhì)量恒星通常擁有小型行星，類似于地球或小型海王星。”
一顆氣體巨行星圍繞著這樣一顆小恒星運轉(zhuǎn)，這種不太可能發(fā)生的情況挑戰(zhàn)了現(xiàn)有的行星形成模型。
普遍接受的“核心吸積理論”(core accretion theory)假設(shè)，行星是由更小的粒子在引力的作用下聚集在一起，形成越來越大的粒子，形成一個巨大的天體。
這個理論解釋了像地球這樣的行星的形成，但是當它涉及到氣態(tài)巨行星的形成時，它就顯得不完備了。氣態(tài)巨行星需要更快的形成速度來容納在它們的大氣中發(fā)現(xiàn)的氣體。“圓盤不穩(wěn)定性”是一個更新的理論，它認為當一個巨大的圓盤由于引力的不穩(wěn)定性而破裂并形成氣體團塊時，行星就形成了。
科學家們?nèi)栽跔幷撨@兩種理論，并且同時觀察系外行星來判斷哪一種理論更有道理。
這個發(fā)現(xiàn)的系外行星GJ 5312b很可能是在這顆小恒星周圍的不穩(wěn)定圓盤分裂成塊時形成的。
“這些團塊可以生長，直到它們形成一個行星，”莫拉萊斯說。“這個過程要快得多，所以更大體積的行星能夠形成。因此，我們發(fā)現(xiàn)的這顆行星是第一個證明這一機制可能有效的行星。”
圖解 : 2013年1月2日：天文學家估計銀河系可能包含多達4,000億顆系外行星，這幾乎是每一顆恒星都有一顆行星。
這顆行星甚至可能不是唯一圍繞著這顆非常小的恒星的行星。天文學家團隊還發(fā)現(xiàn)了在這個不尋常的星系中存在第二顆行星的跡象，其質(zhì)量是海王星的三到四倍。
“我們將繼續(xù)監(jiān)測這一系統(tǒng)，以確定第二顆候選行星的特征，甚至尋找更多的跡象，”莫拉萊斯說。
該團隊還在調(diào)查大約300顆其他的矮星，希望能找到更多圍繞小矮星運行的奇怪的系外行星對。
圖解：藝術(shù)家顯示在銀河系內(nèi)的恒星有行星環(huán)繞著是多么普通的現(xiàn)象。
摘要:根據(jù)行星形成的核心吸積理論預測，與低質(zhì)量恒星周圍的氣態(tài)巨行星相比，超地球和海王星質(zhì)量的系外行星出現(xiàn)的頻率更高。我們報告了在極低質(zhì)量恒星GJ 3512周圍發(fā)現(xiàn)的一顆巨大的行星，這是由光學和近紅外輻射速度觀測所確定的。這顆行星的最小質(zhì)量是木星質(zhì)量的0.46倍，對于這樣一個小的主恒星來說，這個質(zhì)量已經(jīng)很高了。動力學模型表明，行星間的相互作用極有可能導致高偏心。我們使用模擬來證明GJ 3512行星系統(tǒng)挑戰(zhàn)了公認的形成理論，并且它限制了行星的吸積和遷移率。在形成行星時，圓盤的不穩(wěn)定性可能比以前認為的更有效。
相關(guān)知識
太陽系外行星亦稱系外行星（Exoplanet），即位于太陽系之外，不繞行太陽公轉(zhuǎn)的行星。截至2018年10月28日，已經(jīng)被確認的系外行星總共有3869顆（另有超過2800顆尚待確認），當中74%是透過凌日現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的；這些行星分屬2887個行星系，其中有638個多行星系。開普勒任務(wù)已經(jīng)檢測到18,000顆行星候選者，包括262顆位于潛在適居帶的候選者。
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學名詞
3. Passant Rabie-皮皮揚
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