一顆巨大的氣態(tài)行星圍繞一顆小紅矮星TOI-5205運(yùn)行 _行星

藝術(shù)家構(gòu)想了一顆巨大的氣態(tài)行星圍繞一顆名為T(mén)OI-5205的紅矮星運(yùn)行。(Image credit: Katherine Cain, courtesy of the Carnegie Institution for Science)
據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（By Robert Lea）：天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)不尋常的行星系統(tǒng)，由一顆木星大小的行星圍繞一顆只有太陽(yáng)系氣態(tài)巨行星四倍大小的小恒星運(yùn)行組成。這種圍繞一顆相對(duì)較小的恒星運(yùn)行的巨大行星的“禁止”配置可能會(huì)挑戰(zhàn)氣態(tài)巨行星如何形成的理論。
這顆太陽(yáng)系外行星，或稱(chēng)“系外行星”，圍繞一顆名為T(mén)OI 5205的紅矮星運(yùn)行，這顆紅矮星比太陽(yáng)冷得多，也小得多。這些M矮星是銀河系中最常見(jiàn)的星體類(lèi)型，它們的體積小，溫度相對(duì)較低，這使得它們比太陽(yáng)更紅。
雖然平均而言，這類(lèi)恒星比其他類(lèi)型的恒星擁有更多的行星，但之前人們認(rèn)為，它們的形成使它們不太可能被氣態(tài)巨行星環(huán)繞。這顆被命名為T(mén)OI 5205b的系外行星是由天文學(xué)家利用美國(guó)宇航局的凌日系外行星調(diào)查衛(wèi)星(TESS)望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的，挑戰(zhàn)了這一概念。該團(tuán)隊(duì)使用各種地面望遠(yuǎn)鏡和儀器確認(rèn)并描述了這顆行星的特征。
“宿主星TOI-5205的大小大約是木星的四倍，但它卻以某種方式形成了一顆木星大小的行星，這非常令人驚訝！”研究小組組長(zhǎng)、卡內(nèi)基科學(xué)天文學(xué)家舒巴姆·卡諾迪亞在一份聲明中說(shuō) 。
盡管以前在M顆矮星周?chē)l(fā)現(xiàn)過(guò)氣態(tài)巨行星，但沒(méi)有一顆發(fā)現(xiàn)它們圍繞著質(zhì)量如此之小的類(lèi)星TOI-5205運(yùn)行。
行星是在圍繞年輕恒星旋轉(zhuǎn)的氣體和塵埃圓盤(pán)中形成的，稱(chēng)為“原行星圓盤(pán)” 。這種物質(zhì)是塌縮產(chǎn)生其中心恒星的同一物質(zhì)的殘余。當(dāng)密集的斑塊在自身重力作用下坍塌時(shí)，行星核就誕生了，然后它們收集更多的物質(zhì) 。
目前的行星形成模型表明，要誕生一個(gè)氣態(tài)巨行星，需要相當(dāng)于地球質(zhì)量10倍的物質(zhì) 。這首先形成了一個(gè)巖石核心，這個(gè)核心繼續(xù)積累氣體，形成圓盤(pán)，形成一個(gè)巨大的行星。然而，這一過(guò)程必須迅速進(jìn)行。
“一開(kāi)始，如果盤(pán)中沒(méi)有足夠的巖石物質(zhì)來(lái)形成最初的核心，那么就無(wú)法形成氣態(tài)巨行星。最后，如果圓盤(pán)在大質(zhì)量核心形成之前蒸發(fā)掉，那么就不可能形成氣態(tài)巨行星。然而，盡管有這些護(hù)欄，TOI-5205b還是形成了，”卡諾迪亞在聲明中解釋道。“基于我們目前對(duì)行星形成的名義理解， TOI-5205b不應(yīng)該存在；它是一個(gè)‘被禁止’的星球。”
為了描繪這個(gè)系統(tǒng)對(duì)于天文學(xué)家所預(yù)期的行星系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是多么的不平衡，想象一下我們的恒星太陽(yáng)被壓扁到柚子大小。體積的縮小意味著我們太陽(yáng)系中最大的氣態(tài)巨行星木星將只有一粒豌豆那么大。
TOI-5205系統(tǒng)更像是一顆豌豆繞著一個(gè)檸檬轉(zhuǎn) 。

一顆類(lèi)似木星的行星圍繞著一顆類(lèi)似太陽(yáng)的恒星運(yùn)行，可以比作一顆豌豆圍繞著一個(gè)葡萄柚；對(duì)于TOI-5205b來(lái)說(shuō)，因?yàn)樗乃拗餍且〉枚啵运袷且活w圍繞著檸檬的豌豆。(Image credit: Katherine Cain courtesy of the Carnegie Institution for Science)
大小上的差異如此之大，以至于當(dāng)TESS使用一顆行星從其恒星面前經(jīng)過(guò)時(shí)引起的光線(xiàn)下降時(shí)，這種方法被稱(chēng)為凌日法，光線(xiàn)下降占恒星總光輸出的7% 。
這使得這顆木星大小的系外行星使TOI-5205變暗，成為已知由系外行星凌日引起的最大一次光線(xiàn)下降。
這種光線(xiàn)的極端下降或技術(shù)上的“大過(guò)境深度” ，可能使該系統(tǒng)成為詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)后續(xù)研究的理想選擇。
JWST的觀測(cè)有助于確定TOI-5205 b的大氣成分，并可能揭示這顆“禁忌”行星的誕生過(guò)程。
該團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)表在《天文學(xué)雜志》上。