天文學家驚訝地發現行星“質量過大,超出了其恆星” | 路透社
Will Dunham

一張未標日期的手稿圖像顯示了對比星球LHS 3154及其行星LHS 3154b與我們地球和太陽的藝術渲染。賓夕法尼亞州立大學/路透社提供
華盛頓,12月1日(路透社)- 我們銀河系中最常見的恆星類型被稱為紅矮星-比我們的太陽要小得多,光度也較低。這些恆星-或者人們認為-根本不足以容納比地球大得多的行星。
但是,在距離紅矮星僅為太陽質量的11%處發現了一顆至少比地球質量大13倍的行星,這讓天文學家們重新審視了涉及這種普遍恆星類型的行星形成理論。這顆行星與其恆星的質量比大於地球和太陽的100倍以上。
賓夕法尼亞州立大學天文學家蘇夫拉特·馬哈德萬説:“我們發現了一顆質量對其恆星來説太大的行星”,他是這項研究的負責人之一,該研究本週發表在《科學》雜誌上。
這顆恆星被稱為LHS 3154,與我們相對較近,距離地球約50光年。一光年是光在一年內傳播的距離,為5.9萬億英里(9.5萬億公里)。
太陽的亮度大約是這顆星星的一千倍。
普林斯頓大學的天文學家古德穆杜爾·斯特凡松説:“它幾乎不算是一顆恆星。它的質量僅略高於支持氫聚變被視為恆星的臨界值。”
這顆行星被稱為LHS 3154 b,圍繞着它的恆星公轉的軌道距離地球到太陽軌道距離的約2.3%,每3.7天繞恆星一圈。它甚至比我們太陽系內最內側的行星水星距離太陽還要更近。
這顆行星可能在大小和成分上類似於海王星,我們太陽系四顆氣態行星中最小的一顆。海王星的直徑約是地球的四倍。研究這顆行星的方法並未使研究人員測量其直徑,但他們懷疑它大約是地球的三到四倍。
海王星沒有固體表面,主要由氫和氦組成的動態大氣層,上面覆蓋着主要由泥狀氨和水構成的地幔和一個固體核心。基於其可能類似於海王星的成分和與恆星的接近,斯特凡松表示,它不太可能支持生命。
恆星形成 當星際氣體和塵埃的密集團坍縮在自身的引力作用下時,恆星就誕生了。一旦一顆恆星在這樣的雲團的中心誕生,剩餘的物質就會形成圍繞它旋轉的盤狀結構,供給恆星的生長,並且通常會形成行星。
那麼為什麼一顆紅矮星不能容納一顆新描述的行星大小的行星呢?
“圍繞恆星形成的盤只佔恆星質量的一小部分,並且預計會隨着質量的增加而增加。因此,質量非常低的恆星應該有一個同樣質量很低的盤。這樣的盤不應該足夠重,以至於孕育我們發現的行星,” Mahadevan説道。
“這顆行星引發了圍繞質量最低的恆星形成行星的問題,因為之前人們普遍認為這樣的恆星主要只能形成質量類似地球的小型類地行星,” Stefánsson説道。
研究人員通過檢測宿主恆星因行星軌道運動而引起的微弱擺動來發現LHS 3154 b。他們使用了一種名為Habitable Zone Planet Finder (HPF)的儀器,由Mahadevan領導的團隊在德克薩斯大學麥克唐納天文台的Hobby-Eberly望遠鏡上建造。
該儀器旨在發現圍繞相對冷的恆星運轉並且具有液態水潛力的行星,這是生命的關鍵因素。
“隨着我們建造新的儀器,以及我們的測量精度的提高,我們以新的、意想不到的方式看待宇宙,” Mahadevan説道。“我們建造HPF來探測圍繞這些冷恆星的類地行星。這一發現是不斷湧現的驚喜之一,展示了我們在行星和行星形成方面仍有很多需要學習的地方。”