摘要:根据一项新研究,宇宙过程的结合塑造了我们太阳系以外的最常见行星之一的形成。...
根据宾夕法尼亚州立大学研究人员的一项新研究,宇宙过程的结合塑造了我们太阳系以外的最常见行星之一的形成。研究小组使用了NASA过境系外行星调查卫星(TESS)的数据来研究年轻的子北极河 - 比地球大,但比海王星更小的行星 - 绕着恒星的轨道轨道。这项工作提供了有关这些行星在早期阶段如何向内迁移或失去气氛的见解。
一篇描述该研究的论文今天于3月17日在天文杂志。该团队说,这些发现提供了有关子纳普的属性的线索,并有助于解决有关其起源的长期问题。
宾夕法尼亚州州立大学天文学和天体物理学部的总统博士·费尔南德斯(Rachel Fernandes)表示:“迄今为止发现的5500台外球星人中的大多数与他们的星星非常近距离轨道,比汞更接近我们的太阳,我们称之为“近距离”行星。” “其中许多是气态的亚北极,这是我们自己的太阳系中缺少的一种行星。尽管我们的天然气巨头(如木星和土星)与太阳更远的是,但尚不清楚如此多的近距离核纳普在他们的恒星附近生存,而在他们的恒星附近生存,在那里它们遭到了强烈的恒星辐射的轰炸。”
为了更好地理解子纳普的形成和发展,研究人员转向了年轻恒星周围的行星,这仅仅是由于苔丝而言,这才是可以观察到的。
费尔南德斯说:“比较不同年龄段的恒星周围某些尺寸的系外行星的频率可以告诉我们很多塑造行星形成过程的过程。” “如果行星通常在特定尺寸和位置形成,我们应该看到不同年龄段的这些大小的相似频率。如果不这样做,这表明某些过程会随着时间的推移而改变这些行星。”
然而,传统上很难观察年轻恒星周围的行星。年轻的星星散发出强烈的辐射爆发,迅速旋转并高度活跃,从而产生了高水平的“噪声”,这使观察周围的行星充满挑战。
费尔南德斯解释说:“年轻的明星在他们的头十亿年中发脾气,发出了大量的辐射。” “这些出色的发脾气在数据中引起了很多噪音,因此我们在过去的六年中开发了一种称为pterodactyls的计算工具,以查看该噪声,并实际上在苔丝数据中检测到年轻的行星。”
研究小组使用翼手乙酰基评估苔丝数据并识别轨道周期为12天或更短的行星 - 参考,比水星的88天轨道少得多,目的是检查行星尺寸以及如何由宿主星辐射从辐射中塑造行星。由于团队的调查窗口为27天,因此他们可以看到潜在行星的两个完整的轨道。他们专注于半径之间的行星1.8和10倍地球的大小,使团队可以查看子纳普的频率在年轻系统中是否相似或不同,而旧系统与以前在TESS和NASA退休的Kepler Skepler空间望远镜上观察到的较旧系统。
研究人员发现,近距离纽扣的频率随时间变化,与1亿至10亿年龄段的恒星相比,恒星周围的恒星较少。但是,在较旧的,更稳定的系统中,近距离纽扣的频率要少得多。
费尔南德斯说:“我们认为各种过程正在塑造我们在这种尺寸的近距离恒星中看到的模式。” “许多最初远离恒星并随着时间逐渐向内迁移的许多子核可能会在中期的轨道时期内看到更多的旋转。随着时间而不是一种主导力量的模式。”
研究人员说,他们想用苔丝扩大其观察窗口,以观察轨道较长时期的行星。像欧洲航天局的柏拉图这样的未来任务还可能使研究小组观察到较小尺寸的行星,类似于水星,金星,地球和火星。将他们的分析扩展到较小,更遥远的行星可以帮助研究人员完善其工具,并提供有关行星形成方式和地点的其他信息。
此外,NASA的詹姆斯·韦伯(James Webb)太空望远镜可以允许表征单个行星的密度和组成,费尔南德斯(Fernandes)说,这可以给出其他地点。
费尔南德斯说:“将单个行星的研究与我们在这里进行的人群研究结合在一起,将为我们提供更好的图片,以更好地了解年轻恒星周围的行星形成。” “我们发现的太阳能系统和行星越多,我们就越意识到我们的太阳系并不是真正的模板;这是一个例外。未来的任务可能使我们能够在年轻恒星周围找到较小的行星,并为我们更好地了解行星系统如何随着时间的流逝而发展,帮助我们更好地了解我们的太阳系,如我们今天所知道的,这是如此。”
除Fernandes外,宾夕法尼亚州立大学的研究团队还包括Rebekah Dawson,Shaffer职业发展教授,研究时期的天文学和天体物理学教授,现在是NASA的物理科学家。研究小组还包括Galen J. Bergsten,Ilaria Pascucci,Kevin K. Hardegree-ullman,Tommi T. Koskinen和Arizona大学的Katia Cunha;智利宗座天主教大学的Gijs Mulders;史蒂文·吉卡隆(Steven Giacalone),埃里克·玛玛吉克(Eric Mamajek),凯尔·皮尔森(Kyle Pearson),大卫·西亚迪(David Ciardi),普雷西·卡尔波尔(Preethi Karpoor),杰西·克里斯蒂安森(Jessie Christiansen)和加利福尼亚理工学院的乔恩·辛克(Jon Zink);洛杉矶剑桥大学的詹姆斯·罗杰斯(James Rogers);普林斯顿大学的Akash Gupta;卡内基科学机构的基尔斯特·鲍利(Kiersten Boley);哥伦比亚大学的杰森·柯蒂斯(Jason Curtis); Stony Brook University的Sabina Sagynbayeva;澳大利亚昆士兰州南部昆士兰州大学的Sakhee Bhure;和北佐治亚大学的格里高利·费登(Gregory Feiden)。
NASA的资助,包括通过“外星地球”赠款的支持;智利国家科学技术发展基金会;美国国家科学基金会支持这项研究。宾夕法尼亚州立大学和居住世界中心以及宾夕法尼亚州立外星情报中心提供了额外的支持。这项研究的计算是通过宾夕法尼亚州立大学的计算与数据科学研究所的咆哮超级计算机进行的。