新发现的系外行星HD 106906 b与我们自己的太阳系不同

这是艺术家对一颗年轻行星在其恒星周围的遥远轨道中的构想。恒星仍保留着碎片盘，来自恒星和行星形成的残余物质位于行星轨道的内部（类似于HD106906系统）。（图片由NASA / JPL-Caltech提供）

天文学家发现了系外行星，它与我们自己的太阳系中的任何事物都不一样。HD 106906 b的质量是木星的11倍，其恒星绕地球和太阳的平均距离是650倍。

由亚利桑那大学的一名研究生领导的国际天文学家团队发现，迄今为止发现的轨道最遥远的行星围绕一颗类似太阳的恒星。这是在UA上发现的第一个系外行星-我们太阳系之外的行星。

HD 106906 b行星的质量是木星的质量的11倍，其恒星的绕地轨道是地球与太阳之间平均距离的650倍，它与我们太阳系中的任何东西都不一样，并且在行星形成理论中发挥了重要作用。

“该系统特别引人入胜，因为没有任何行星或恒星形成模型能够完全解释我们所看到的东西，”负责这项研究的Vanessa Bailey说。Bailey是UA天文学系的五年级研究生。

人们认为，靠近地球的恒星，例如地球，是由围绕着正在形成的恒星的原始尘埃和气体盘中的小行星状小行星凝聚而成的。但是，此过程的作用太慢，无法使巨型行星远离恒星生长。提出的另一种机制是巨大的行星可以由磁盘材料的直接直接塌陷形成。然而，原始盘很少在其外部包含足够的质量以允许像HD 106906b这样的行星形成。提出了几种可供选择的假设，包括像微型双星系统那样的构造。

Bailey解释说：“当两个相邻的气体团块或多或少地独立塌陷以形成恒星时，就可以形成双星系统，并且这些恒星彼此足够靠近以施加相互的引力，并将它们在轨道上捆绑在一起。”“在HD 106906系统的情况下，恒星和行星有可能独立于气体团块而坍塌，但是由于某种原因，行星的祖先团块因缺乏物质而饥饿，并且从未长到足以点燃并变成恒星的程度。”

这是在MagAO / Clio2发出的热红外光中的HD 106906b行星的发现图像，经过处理后从其恒星HD 106906 A除去了亮光。该行星距恒星的距离比海王星离其远20倍以上。我们的太阳。AU代表天文单位，即地球和太阳的平均距离。（图像：凡妮莎·贝利（Vanessa Bailey）

根据Bailey的说法，这种情况的一个问题是，双星系统中两颗恒星的质量比通常不超过10：1。

她解释说：“就我们而言，质量比大于100：1。”“这种极高的质量比不是根据双星形成理论预测的，就像行星形成理论预测的那样，我们不能形成离宿主恒星这么远的行星。”

该系统也特别受关注，因为研究人员仍然可以检测到行星和恒星形成过程中遗留的材料的“碎片盘”。

Bailey补充说：“像这样的系统，我们可以获得有关行星所处环境的更多信息，有可能帮助我们弄清各种形成模型。”“对行星的轨道运动和主恒星的碎片盘的未来观察可能有助于回答这个问题。”

仅仅只有1300万年的历史，这个年轻的行星仍然从其形成的残余热量中发光。因为在2700华氏度（约1500摄氏度）时，该行星比其宿主恒星要凉得多，所以它发出的大部分能量是红外光而不是可见光。相比之下，地球形成于45亿年前，因此比HD 106906 b的年龄大350倍。

直接成像观察需要非常清晰的图像，类似于哈勃太空望远镜提供的图像。为了从地面达到此分辨率，需要一种称为自适应光学或AO的技术。该团队使用了新的麦哲伦自适应光学（MagAO）系统和Clio2热红外摄像机（这两种技术都是在UA上开发的），该技术安装在智利阿塔卡马沙漠中直径为6.5米的麦哲伦望远镜上，以拍摄发现图像。

UA天文学教授兼MagAO首席研究员Laird Close说：“ MagAO能够利用其特殊的自适应辅助反射镜，带有585个执行器，每个执行器每秒移动1000次，以消除大气的模糊感。通过大气校正，可以检测到这颗奇异系外行星发出的微弱热量，而不会与更热的母星产生混淆。”

UA天文学教授兼Clio首席研究员Philip Hinz解释说：“ Clio已针对热红外波长进行了优化，在该温度下，巨型行星比其宿主恒星最亮，这意味着行星最容易在这些波长下成像。”光学。

通过检查八年前哈勃太空望远镜收集的另一项研究计划的数据，该团队得以确认该行星正在与它的宿主恒星一起运动。利用安装在麦哲伦望远镜上的FIRE光谱仪，研究小组确认了伴侣的行星性质。UA天文学系的研究生梅根·赖特（Megan Reiter）解释说：“图像告诉我们存在一个物体，并提供了一些有关其性质的信息，但只有光谱才能提供有关其性质和组成的详细信息。”“对于直接成像的系外行星来说，这样的详细信息很少可用，因此HD 106906 b成为未来研究的重要目标。”

荷兰莱顿天文台的研究生，共同研究人员蒂法尼·梅什凯特（Tiffany Meshkat）说：“每一个新发现的直接探测到的行星，都使我们对行星的形成方式和位置有了更深入的了解。”“这颗行星的发现特别令人兴奋，因为它在离其母恒星很远的轨道上。这引起了关于其形成历史和组成的许多有趣的问题。HD 106906 b之类的发现使我们对其他行星系统的存在有了更深入的了解。”

研究论文“ HD 106906 b：“在大质量碎片盘外的行星质量伴星”已在《天体物理学杂志快报》上接受发表，并将在以后的一期中发表。

MagAO的开发是由美国国家科学基金会的主要研究仪器计划，其望远镜系统仪器计划和一项先进技术与仪器奖资助的。

发现小组的成员是Vanessa Bailey（UA），Tiffany Meshkat（莱顿天文台[LO]），Megan Reiter（UA），Katie Morzinski（UA），Jared Males（UA），Kate YL Su（UA），Philip M 。Hinz（UA），Matthew Kenworthy（LO），Daniel Stark（UA），Eric Mamajek（罗切斯特大学），Runa Briguglio（Arcetri天文台[AO]），Laird M. Close（UA），Katherine B. Follette（UA） ），Alfio Puglisi（AO），Timothy Rodigas（UA，华盛顿卡内基学院[CIW]），Alycia J. Weinberger（CIW）和Marco Xompero（AO）。

出版物：被《天体物理学杂志快报》发表

研究报告的PDF副本：HD 106906 b：巨大碎片盘外的行星质量同伴

图像：NASA / JPL-Caltech；凡妮莎·贝利（Vanessa Bailey）