新图像显示了一颗类似木星的世界,它可能与其“双胞胎”共享轨道

系外行星系统 PDS 70 可能是首个发现的“外行星特洛伊”的家园。
This image taken with the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) shows the young planetary system PDS 70, located nearly 400 light-years away from Earth. The system features a star at its center, around which the planet PDS 70 b is orbiting. On the same orbit as PDS 70b, astronomers have detected a cloud of debris that could be the building blocks of a new planet or the remnants of one already formed. The ring-like structure that dominates the image is a circumstellar disc of material, out of which planets are forming. There is in fact another planet in this system: PDS 70c, seen to the right of the inner rim of the disc.
这张由阿塔卡马毫米/亚毫米波大型阵列(ALMA)拍摄的图像显示了年轻的行星系统 PDS 70,该系统位于距地球近 400 光年的地方。该系统中心有一颗恒星,行星 PDS 70 b 围绕其运行。在与 PDS 70b 相同的轨道上,天文学家探测到一个可能是一个新行星的构建模块或一个已形成行星的残骸的碎片云。ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) /Balsalobre-Ruza 等人。

研究人员使用智利阿塔卡马毫米/亚毫米波大型阵列望远镜(ALMA)可能在距地球约 370 光年、位于半人马座的一个与一颗类木行星共享同一轨道的恒星附近发现了一个罕见的“双胞胎”。新发现的双胞胎行星与 PDS 70b 一起围绕PDS 70 系统中的一颗年轻恒星运行。

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虽然已知有两颗类木行星 PDS 70b 和 PDS 70c 绕这颗恒星运行,但该团队在 PDS 70b 的轨道路径内检测到一个遵循该行星轨道的碎片云。这些碎片可能是新行星的开始,甚至是已形成行星的残骸。这些发现于 7 月 19 日发表在《天文学与天体物理学》杂志上。如果得到证实,这一发现将是迄今为止最有力的证据,表明两颗系外行星可以共享一个轨道。

“二十年前,理论上就预测过,质量相似的行星对可能围绕其恒星共享同一轨道,即所谓的特洛伊或共轨道行星。我们首次发现了支持这一想法的证据,”论文合著者、马德里西班牙宇宙生物学中心的学生 Olga Balsalobre-Ruza 在一份声明中说道

与行星共享同一轨道、被称为特洛伊小行星的岩石天体在我们太阳系中很常见。与太阳共享相同轨道、已知超过 12,000 颗木星的特洛伊小行星是最常见的例子。木星轨道上的小行星在首次发现时以特洛伊战争的英雄命名,因此“特洛伊”这个统称被用来描述这些天体。

天文学家曾推测,像这样的系统可能存在于我们太阳系以外的恒星周围——因此得名“外行星特洛伊”。

“到目前为止,外行星特洛伊一直像独角兽一样:理论上它们被允许存在,但从未有人探测到它们,”论文合著者、宇宙生物学中心研究员 Jorge Lillo-Box 在一份声明中说道

在这项新研究中,一个国际科学家团队分析了 PDS 70 系统存档的 ALMA 观测数据,并在 PDS 70b 轨道上预期存在特洛伊小行星的位置发现了碎片云。特洛伊小行星通常占据行星轨道上两个延伸区域,恒星和行星的联合引力可以将物质捕获在拉格朗日区域/点。通过研究 PDS 70b 轨道的这两个区域,研究小组注意到其中一个区域发出了微弱的信号,表明可能存在质量大约是月球两倍的碎片云。

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该团队认为,这团碎片云可能指向该系统中已存在一个特洛伊世界,或一个正在形成中的行星。

“谁能想到两个世界能共享相同的年度周期和宜居条件?我们的工作是第一个证明这种世界可能存在的证据,”Balsalobre-Ruza 说。“我们可以想象行星像木星一样与数千颗小行星共享轨道,但行星可以共享同一轨道,这让我感到震惊。”

耐心是完全证实这一探测的关键。该团队必须等到 2026 年以后,届时他们计划使用 ALMA 来观察 PDS 70b 及其双胞胎碎片云是否会显著地一起围绕恒星沿轨道移动。

“这个课题的未来令人兴奋,我们期待着计划于 2030 年推出的 ALMA 增强功能,这将大大提高阵列在许多其他恒星中表征特洛伊小行星的能力,”论文合著者、欧洲南方天文台科学办公室主任 Itziar De Gregorio-Monsalvo 在一份声明中总结道

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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