天文学家确认最年轻的已知的转换外行星

em使用MEarth-North和MEarth-South阵列,天文学家已经证实发现了最年轻的已知星球,仅有1100万年历史,每5.4天就会转换一颗星星。这个婴儿世界的存在首先被美国宇航局的开普勒K2任务发现。 / em

“年轻的星星往往是非常斑点,可以模仿一个过境的星球的星星。我们的观测结果排除了恒星的活动,并证明开普勒信号来自真正的星球,“哈佛 - 史密松天体物理中心(CfA)的Elisabeth Newton说,他是一项将出现在天文学杂志上的研究的合着者。

“我们还能够更准确地测量地球的大小和轨道,”她补充道。

今年早些时候,K2任务首先确定了这个行星候选人。然而,K2观测间隔30分钟,使得难以确认和表征地球。 MEarth阵列进行了后续观察,以产生更准确的光线曲线。这使得该团队能够确定新行星是超过地球大小五倍的超级海王星,在距离不到五百万英里的距离内围绕其行星运行。

关于系外行星的一个长期难题是它们在轨道距离上的发生率比我们自己的太阳系中的行星更接近它们的中央恒星。他们是如何到达那里的?一种情况认为,它们是在靠近恒星的炎热内盘中诞生并繁殖的。其他情景提出,近距离行星人群起源于地球轨道以外距离较凉的地区,然后向内迁移到现在居住的地方。它们的迁移可能是由于与神经盘,与同一行星系统中的其他行星相互作用或与更遥远的恒星相互作用而导致的。

这些情景可以通过寻找年轻行星并研究它们的轨道来观察性地进行测试。如果近距离人群通过与神经盘相互作用而形成或迁移,他们会尽早达到最终的轨道距离,并且会在年轻时候接近它们。相比之下,通过与其他行星或更遥远的恒星的相互作用将行星向内迁移在更长的时间尺度上是有效的。如果后者过程占主导地位,那么行星在年轻时就不会在星星附近找到。

这颗新行星在1100万年历史的上天蝎座恒星组合中经过K2-33恒星,是少有的年轻行星之一,也是最具特色的行星之一。 K2-33b的存在表明一些近距离行星在早期实现了它们的最终轨道距离。这些行星要么靠近恒星形成,要么通过与神经盘的相互作用迁徙到那里。

这项研究的第一作者Andrew Mann(得克萨斯大学奥斯丁分校)对这些结果很感兴趣,因为近距离行星何时以及何时实现其轨道半径可能会影响陆地行星形成的结果。 “如果在地球行星形成之后木星或海王星已经向内移动,那么我们的太阳系似乎不可能拥有地球或任何地球行星,”他推测说。

K2-33b首先使用美国宇航局改编的开普勒任务K2的数据进行识别。为了确认这颗行星的存在并确定它的特性,该团队进行了大量的后续观测。曼恩解释了对这些观测的需求,他说:“年轻恒星比大多数行星所在的老星更难研究。它们由于恒星的活动而内在地变化,它们可能被行星形成的碎片(灰尘和岩石)所包围。我们能够拒绝这些作为观测到的过境信号的解释。“

在Cerro Tololo美洲天文台(CTIO)的4米布兰科望远镜上使用新型红外光谱仪ARCOIRIS进行观测,在测量地球的大小方面发挥了关键作用。 “由于在运输过程中测量的通量衰减限制了行星和恒星半径的比率,因此需要对恒星半径进行很好的测量来推断行星的半径。 ARCOIRIS谱测量恒星的光度,从而测量恒星的半径,“国家光学天文台(NOAO)天文学家大卫詹姆斯解释说,该研究的合着者解释道。

额外的高分辨率成像和多普勒光谱证实,过境物体不是与目标混合的恒星伴侣或背景食蚀二元体。高分辨率成像是在Keck II望远镜上使用NIRC2和在麦克唐纳天文台的2.7米Harlan J. Smith望远镜上使用浸入式光栅红外光谱仪(IGRINS)进行的多普勒光谱。美国亚利桑那州霍普金斯山的惠普尔天文台和CTIO的MEarth阵列观测到了这颗行星的其他过境点。

与Mann及其同事的工作同时,另一个由Trevor David(Caltech)领导的研究小组也研究了K2-33,其结果发表在Nature上。这两个小组独立工作并得出类似的结论。

PDF研究副本:时光黄道行星外(ZEIT)III:一个短周期行星绕上蝎子OB协会的前主星序列

资料来源:哈佛 - 史密森天体物理中心