天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)一系外行星J1407b環(huán)系巨大堪稱“超級土星” _系外行星

藝術(shù)效果圖：天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)一系外行星J1407b環(huán)系巨大堪稱“超級土星”（配圖）
（報道）據(jù)科技日報（常麗君）：荷蘭萊頓天文臺和美國羅徹斯特大學(xué)天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)了一個巨大的環(huán)系——他們看見一顆年輕的類日恒星J1407出現(xiàn)了持續(xù)幾周的“日蝕” 。按該環(huán)系的比例，比土星環(huán)系還要大、還要重。研究結(jié)果發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上。
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，根據(jù)萊頓天文臺馬修·肯沃西研究小組的最新數(shù)據(jù)分析，該環(huán)系由30個環(huán)構(gòu)成，每個環(huán)直徑都有幾千萬公里，環(huán)內(nèi)部還有一些缺口，這表明它可能已經(jīng)形成了衛(wèi)星（系外月球）。
“我們看到的光變曲線令人難以置信。日蝕持續(xù)了幾個星期，但過幾十分鐘就會迅速變化，這是因為環(huán)內(nèi)部有精細(xì)的結(jié)構(gòu) 。”肯沃西說， “恒星離我們太遠(yuǎn)，很難直接觀察到環(huán)系，但我們能根據(jù)它的光通過環(huán)系時亮度的迅速變化構(gòu)造出詳細(xì)模型。如果用它的行星J1407b的環(huán)系代替土星環(huán)，要比整個月亮大許多倍，在晚上能很容易看到。”
“行星J1407b比木星或土星要大得多，其環(huán)系大約是目前土星環(huán)的200倍，你可以把它當(dāng)成一種超級土星。”論文合著者、羅徹斯特大學(xué)物理學(xué)與天文學(xué)教授埃里克·瑪姆杰克說。環(huán)系直徑近1.2億公里，在其“塵埃”中，可能有些和地球質(zhì)量相當(dāng) 。J1407b軌道周期約為10年，質(zhì)量還很難確定，最可能的范圍是10到40個木星質(zhì)量。
瑪姆杰克和同事2012年第一次發(fā)現(xiàn)了類日恒星J1407有不尋常的“日蝕”，并提出這是因為它旁邊有一顆年輕的巨行星或褐矮星J1407b，而環(huán)繞J1407b的圓盤處于正在形成衛(wèi)星的時期。在最新研究中，肯沃西小組結(jié)合以往研究，用自適光學(xué)和多普勒光譜學(xué)估計了環(huán)狀物的質(zhì)量，認(rèn)為J1407旁邊有一個看不見的巨行星“同伴”，其巨大環(huán)系不斷遮擋了J1407發(fā)出的光。
瑪姆杰克說：“如果你把木星的四大伽利略衛(wèi)星磨碎成塵埃和冰粉，撒在環(huán)木星軌道上，木星環(huán)就會變得很不透明。從遠(yuǎn)處看，當(dāng)木星帶著這個環(huán)經(jīng)過太陽前面時，就會形成顏色很深的、持續(xù)多天的日蝕。就J1407的情況，我們看到環(huán)系持續(xù)多天擋住了它95%的光，所以它用來形成衛(wèi)星的材料是很多的。”
研究人員還發(fā)現(xiàn)環(huán)系中至少有一個清晰的缺口。“一個明顯的解釋是，它已經(jīng)形成了一顆衛(wèi)星，才能造成這種缺口。”肯沃西說，“這個衛(wèi)星的質(zhì)量可能介于地球和火星之間，繞J1407b的軌道周期約為兩年。”他們預(yù)計，這些環(huán)在今后幾百萬年里會變得越來越薄甚至消失，因為環(huán)系物質(zhì)會形成衛(wèi)星。
“幾十年前就有了關(guān)于木星和土星這類行星的理論，認(rèn)為它們早期都有圓盤環(huán)繞，這些圓盤最后形成了衛(wèi)星。”瑪姆杰克解釋說，“直到2012年我們才發(fā)現(xiàn)了證據(jù)——以往不曾見過的新型環(huán)系，第一次拍下了衛(wèi)星在幾百萬公里寬的亞星物質(zhì)中形成的照片。”
【天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)一系外行星J1407b環(huán)系巨大堪稱“超級土星”】研究人員還鼓勵業(yè)余愛好者一起監(jiān)視J1407，幫助探測下次日蝕，確定其周期及“同伴”的質(zhì)量。同時他們還在搜尋其他尚未發(fā)現(xiàn)的環(huán)系。肯沃西說，尋找更多J1407這類天體的日蝕“是我們觀察衛(wèi)星形成早期環(huán)境的唯一可行的方法，讓我們能研究孵育衛(wèi)星的環(huán)系盤的理化性質(zhì)” 。