天文学家揭开了“超级地球”的神秘起源

岩石超级地球HD 85512 b

这幅艺术家的图像展示了这颗行星围绕着船帆星座(船帆星座)南部的类太阳恒星HD 85512旋转。这颗行星是由欧洲南方天文台拉西拉天文台3.6米望远镜上的HARPS仪器发现的16颗超级地球之一。这颗行星的质量大约是地球的3.6倍,位于恒星周围的宜居带边缘,那里可能存在液态水,甚至可能存在生命。信贷:ESO / M。Kornmesser

研究表明,超级地球不是迷你海王星的残留物,这挑战了我们对行星形成的理解。

迷你海王星和比地球大四倍的超级地球是太阳系外环绕恒星运行的最常见的系外行星。直到现在,超级地球一直被认为是迷你海王星的岩石内核,其气体大气层被吹走了。在一项新的研究中发表《天体物理学杂志》上美国麦吉尔大学(McGill University)的天文学家表示,这些系外行星中的一些从一开始就没有气态大气,这为它们神秘的起源提供了新的线索。

通过观察,我们知道大约30%到50%的主恒星都有超级地球或迷你海王星,而且这两种恒星的数量比例差不多。但是它们是从哪里来的呢?

超级地球HD 85512

这幅艺术家的图像展示了这颗行星围绕着船帆星座(船帆星座)南部的类太阳恒星HD 85512旋转。这颗行星是由欧洲南方天文台拉西拉天文台3.6米望远镜上的HARPS仪器发现的16颗超级地球之一。这颗行星的质量大约是地球的3.6倍,位于恒星周围的宜居带边缘,那里可能存在液态水,甚至可能存在生命。信贷:ESO / M。Kornmesser

有一种理论认为,大多数系外行星出生时是迷你海王星,但有些行星由于主恒星的辐射而失去了气体外壳,只留下了密度很大的岩石内核。该理论预测,我们的星系中只有很少地球大小和更小的系外行星,如地球和迷你地球。然而,最近的观察表明,情况可能并非如此。

为了了解更多,天文学家们利用模拟来追踪这些神秘的系外行星的演化。该模型使用了热力学计算,计算依据是它们岩石内核的质量、它们与宿主恒星的距离以及周围气体的温度。

“与之前的理论相反,我们的研究表明,一些系外行星从一开始就不可能形成气态大气,”合著者Eve Lee说,她是麦吉尔大学和麦吉尔空间研究所物理系的助理教授。

研究结果表明,并非所有的超级地球都是小型海王星的残余。相反,系外行星是由单一的岩石分布形成的,它们诞生于围绕主星的气体和尘埃旋转盘中。她说:“一些岩石形成了气体外壳,而另一些岩石出现后仍然是岩石构成的超级地球。”

迷你海王星和超级地球是如何诞生的

行星被认为是在围绕恒星旋转的由气体和尘埃组成的圆盘中形成的。比月球大的岩石有足够的引力吸引周围的气体在其核心周围形成外壳。随着时间的推移,这层气体冷却并收缩,为周围更多的气体创造空间,并导致太阳系外行星生长。一旦整个星云壳冷却到与周围星云气体相同的温度,星云壳就不再收缩,生长也停止了。

对于较小的核来说,这个外壳很小,所以它们仍然是岩质系外行星。超级地球和迷你海王星的区别在于这些岩石能够生长并保留气体外壳。

“我们的发现有助于解释这两个系外行星种群的起源,或许还有它们的流行,”李说。“使用研究中提出的理论,我们最终可以解密像地球和微型地球这样的岩质系外行星可能有多常见。”

参考:伊芙·j·李和尼古拉斯·j·康纳斯的《超级地球和次海王星原始半径间隙和潜在的广泛核心质量分布》,2021年2月10日,《天体物理学杂志》上
1538 - 4357 . DOI: 10.3847 / / abd6c7

1评论“天文学家发现的“超级地球”的神秘起源”

  1. 我们没有证据表明行星是在恒星周围的尘埃和气体环中形成的。绝对没有。当恒星从星云中出现的时候,它们是绝对干净的。从对恒星形成区域的观察中,这一点显而易见。

    更有可能的是,流浪的小行星质量通过星云,积累,根据云的密度和时间的封装和aglomeration,他们将出现在岩石或气体行星或者他们将成为巨大的足以引发恒星点火。这其实只是一个碰运气的游戏:小行星的原始质量、存在的星云元素、它们的密度以及在星云中度过的时间。

    一旦形成,这些新行星最终将漫游到经过的恒星的引力控制下。在那里,它们会与其他行星相撞或破坏轨道,直到最终形成稳定的轨道模式。行星的多样性是由它们来自星云汤中的元素、密度和时间的多样性所决定的。

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