天文学家观看遥远的恒星系统的演变–很少有机会研究行星系统的形成

这是艺术家的印象，即一颗年轻的恒星被形成行星的原行星盘围绕着。

DS Tuc双星系统仅在太阳年龄的1％处向我们展示了行星如何在其轨道受到外力干扰之前自然地发展。

距地球150光年的一颗年轻行星为悉尼西南大学的天体物理学家们提供了研究其行星系的难得机会。

这项发现最近发表在《天文杂志》上，表明DS Tuc Ab行星-在双星系统中绕恒星运行-形成时不受第二颗恒星的引力的严重影响。

“我们期望第二颗恒星产生的吸引力会使曾经环绕着主恒星的气体和尘埃旋转盘倾斜，这一过程会使地球的轨道倾斜，”悉尼西南大学新科学系研究员本杰明·蒙特（Benjamin Montet）博士说。该研究的作者。

“令人惊讶的是，我们没有发现行星轨道受到影响的证据。我们还发现，行星是通过相对平静的过程形成的-这意味着类地行星有可能在这样的双星系统中生存。”

研究人员在智利拉斯坎帕纳斯天文台使用麦哲伦望远镜注视着150光年以外的DS Tuc系统。

蒙特特博士与位于智利拉斯坎帕纳斯天文台的麦哲伦望远镜的国际研究人员团队合作。他们使用了行星搜寻器光谱仪测量了Rossiter-McLaughlin效应，该效应是行星轨道与恒星自转之间的相对角度。

他们发现，DS Tuc Ab行星在一个相对平坦的平面内绕恒星旋转，该平面与恒星的旋转轴成大约12度倾斜。这种低倾角（称为倾角）表明，来自伴星的引力并未显着倾斜DS Tuc Ab形成的原行星盘的轨道。

尽管太阳系中的行星的倾角都很低，但对于DS Tuc Ab这样的行星来说却是不寻常的。

蒙特特博士说：“大多数相似的行星都以随机角度绕恒星运行，有时甚至达到其恒星轴上方90度的高度。”“ DS Tuc系统是在恒星生命的早期并没有定义更高的轨道角的第一个证据，它们只是在以后才发生的。”

天然气巨头DS Tuc Ab拥有4000万年的历史，被认为是行星时代的“青少年”。我们知道，只有不到十颗行星如此年轻。

它的年龄是天文学家在外部影响干预之前研究发育中系统的独特机会。

“要找出行星系统能持续多久，我们需要的系统还太年轻，无法进行动力相互作用，但又足够老而无法形成行星。DS Tuc系统正处在这个利基市场。”蒙特特博士说。

DS Tuc Ab：“热海王星”

DS Tuc Ab行星是海王星大小的气体行星，它紧紧围绕其恒星运转-绕恒星旋转一圈仅需8.1天。这些类型的行星因其快速的速度和接近恒星而被称为“热海王星”。

海王星与我们的太阳系不同。

水星即使是距离我们太阳最近的最小和最接近的行星，也要花费近100天才能完成其轨道。我们最接近的气体星球木星需要4300天以上的时间。

巨型气体行星不太可能靠近恒星发展。目前的理解是它们形成的距离越来越远，随着时间的流逝，有一种力使它们向恒星靠近。

科学家们想知道那是什么力量。

蒙特特博士说：“关于热海王星如何如此接近恒星，有两种主要理论。”“有一种理论认为，外力-可能是附近的多体碰撞-将它们“踢”近一些，在那里它们摆动并最终落在一个新轨道上。另一个理论是，行星盘内部的平稳过程会产生一种逐渐将行星拉近恒星的力。

测试倾斜度可以帮助科学家发现正在起作用的力量。低倾斜度的行星被认为是由光滑的圆盘形过程形成的，而更为剧烈的过程将导致随机或高倾斜度的形成。

但是，近来天体物理学家对宽双星可以使年轻行星的轨道绕其恒星倾斜的建议很感兴趣-尽管此过程很平稳，但会导致行星具有较高的轨道倾角。

“如果属实，那将颠覆我们关于行星形成的理论！”蒙特博士说。

尽管DS Tuc Ab的低倾斜性不支持该理论，但科学家们正在寻找更多年轻的二进制系统进行测试的天空。

下一代行星系统

当要从星级系统中学习时，我们今天可以观察到的许多系统都提供了该系统过去的不准确的历史记录。

蒙特系统博士说：“当今的系统并不是纯粹的实验室。”“数十亿年以来，行星－行星和行星－恒星的相互作用会散射，扭转，迁移和扰乱轨道，这使我们今天看到的东西与它们最初形成的方式大不相同。”

行星形成需要10到1亿年的时间，但是从地球上看到的大多数行星都更老。DS Tuc系统具有4500万年的历史-仅太阳年龄的1％。

蒙特特博士说：“ DS Tuc Ab处于一个有趣的时代。”“原行星盘已经消散，我们可以看到行星，但是它还太年轻，以至于其他遥远恒星的轨道无法操纵它的路径。它使我们有机会以一种50亿年老的恒星无法理解的方式了解行星的形成动力学。”

DS Tuc A是有史以来最年轻的恒星，其自旋轨道对准已被测量。

搜索天空

DS Tuc Ab仅在南半球可见。它是去年通过NASA的过境系外行星调查卫星（TESS）任务发现的，该任务是一项全天候的调查任务，旨在在亮星附近发现数千颗系外行星。

蒙特与哈佛大学和卡内基大学的研究人员紧密合作，他们还测量了DS Tuc Ab的倾角，但使用了多普勒断层扫描方法。

蒙特特博士说：“首次对系外行星的搜索是在北半球的设施中进行的，因此它们错过了许多偏南的行星。”“ NASA的TESS任务正在改变这一现状。可以找到以前没有被搜索过的所有围绕恒星的行星。”

蒙特特博士及其团队正在努力寻找和表征年轻恒星周围更多的行星。他们希望研究诸如恒星耀斑和星点之类的恒星活动如何影响行星的探测和宜居性。

“寻找年轻的行星具有挑战性。我们真的需要了解母恒星的行为，以便能够找到这些行星的浅信号，而这些浅信号可能会被星点和耀斑所淹没。”芝加哥大学和美国国家科学基金会研究生院研究员阿迪娜•费恩斯坦（Adina Feinstein）说。 -研究的作者。

蒙特特博士说：“没有理由无法在像这样的热海王星系统中形成类地球的行星并生存下来。”

“我们只需要出去找到他们。”

参考：Benjamin T. Montet，Adina D. Feinstein，Rodrigo Luger，Megan E. Bedell，Michael A. Gully-Santiago，Johanna K. Teske，Sharon Xuesong Wang，R。Paul撰写的“年轻行星DS Tuc Ab具有低倾角”巴特勒（Berler），艾琳·弗洛斯（Erin Flowers），斯蒂芬·A·谢特曼（Stephen A.Shectman），杰弗里·D·克莱恩（Jeffrey D.
10.3847 / 1538-3881 / ab6d6d