迄今最年轻系外行星的纪录被刷新:质量与木星相当、年龄不足 100 万年的 Elias 2-24 b。这颗行星的特别之处不仅在于"年轻",还在于它的发现方式——并非来自全新的观测,而是从天文台的历史档案数据中挖掘出来的。
Elias 2-24 b 位于约 450 光年之外,目前仍处在孕育它的气体与尘埃盘中。这是首次在如此早期的生命周期中直接观测到一颗行星,也让它成为研究行星形成初期阶段的难得样本。
在 Elias 2-24 b 之前,"最年轻系外行星"的纪录由 4 颗行星共同保持,它们的年龄均超过 500 万年。论文共同作者、智利天体物理研究所(Instituto de Estudios Astrofísicos)教授 Lucas Cieza 表示,行星形成模型本就难以解释此前的纪录保持者,而 Elias 2-24 b 的出现进一步说明,即便是最完善的模型,也仍缺失某些关键过程。
这一发现由智利迭戈 · 波塔莱斯大学(Universidad Diego Portales)博士生 Andrea Bernardi 带领的团队完成。团队的思路是从既有观测中寻找线索:恒星 Elias 2-24 周围存在一个物质盘,阿塔卡马大型毫米波 / 亚毫米波阵列(ALMA)和欧洲南方天文台(ESO)甚大望远镜(VLT)此前的观测已发现该碎屑盘中有一个间隙,暗示间隙中可能藏有天体。
证实这一猜测的关键数据,来自夏威夷莫纳克亚山 W. M. Keck 天文台的日冕仪观测。日冕仪能遮挡恒星本身的强光,使行星反射恒星的微弱信号得以被直接捕捉。
研究团队系统检查了 7 颗遥远恒星的日冕仪历史数据,这些恒星周围均存在可能正在孕育行星的物质盘。研究人员推测行星应位于盘中的间隙内——正是行星在持续清理物质、形成这些间隙——最终这一推测在 Elias 2-24 b 身上得到验证。"我们最终确实在其中发现了它,"Bernardi 说。
直接在形成盘中捕捉到如此早期的行星,为研究行星诞生的最初阶段打开了窗口。但 Cieza 也指出,人类对这一过程的观测能力仍十分有限:"银河系一直在持续形成新的恒星和行星,理论上每一个演化阶段都有大量天体存在,这意味着我们理论上可以观察到完整的形成过程。但目前大多数望远镜能够探测到的范围仍存在很大空白,对这些'婴儿行星',我们基本上是看不见的。"
改变这一局面的希望寄托于新一代设备。美国国家航空航天局(NASA)的南希 · 格蕾丝 · 罗曼太空望远镜已于 8 月 30 日发射升空,搭载的日冕仪是迄今最先进的空间日冕仪之一,科学家希望借此更深入地研究系外行星及其大气层。
Bernardi 强调,此次发现本身就是多台望远镜协同的成果:"通常会听到不同望远镜各自开展观测,但这次确认 Elias 2-24 b 的存在,只有通过多台望远镜协同观测才得以实现。它已处于当前望远镜探测能力的极限,随着罗曼太空望远镜等新设备投入使用,这类探测应该会变得更加容易。"
这项研究于 9 月 16 日发表在《天体物理学杂志快报》(The Astrophysical Journal Letters)上。





