天文學家發現了一顆著名系外行星的「二重身」

當涉及到太陽系外的行星時，表象可能是騙人的。天文學家已經描繪出一顆新的行星，它看起來幾乎與研究最好的氣態巨行星之一一模一樣。但是這個二重身在一個非常重要的方面是不同的：它的起源。雙子天文台的天文學家、該研究的負責人特倫特·杜普伊(Trent Dupuy)說：已經發現了一顆氣態巨行星，它實際上是一顆已知行星的雙生子，但它看起來像是這兩個物體以不同的方式形成的。從恆星產生的氣體和塵埃中脫穎而出，恆星就像小貓一樣誕生在一窩中，成群結隊，不可避免地要離開它們的出生地。

博科園-科學科普：這些凋落物組成的恆星各不相同，從不能產生自身能量(稱為棕矮星)的小星體到以超新星爆炸結束生命的大質量恆星。在這種混亂之中，行星圍繞著這些新恆星形成。一旦恆星託兒所耗盡氣體，恆星(和它們的行星)就會離開它們的誕生地，自由地在星系中漫步。由於這次出埃及，天文學家們相信，在同一時間內，應該有來自同一顆恆星託兒所的行星，但是圍繞著這些恆星的軌道恆星，就像失散多年的兄弟姐妹一樣，已經遠離彼此。迄今為止，通過直接成像發現的系外行星基本上都是獨立的，它們的外貌和年齡各不相同。

2MASS 0249系統的直接Wircam圖像採用了wiht CFHT的紅外攝像機Wircam。2MASS 0249c是來自母棕矮星的2000個天文單位，在這張圖片中還沒有解決。圖片：T. Dupuy, M. Liu

尋找兩顆外觀幾乎相同的系外行星，但它們的形成卻如此不同，這為理解這些天體打開了一扇新的窗戶。杜普伊、劉和他們的合作者已經發現了第一個這樣的行星二重身。早在2009年，人們就已經知道了一個天體：由13顆木星質量的行星- pictorb，它是通過直接成像發現的首批行星之一。這個新物體被命名為2MASS 0249c，它的質量、亮度和光譜都和beta pictorb一樣。在用加拿大-法國-夏威夷望遠鏡(CFHT)發現這個天體後，Dupuy和合作者們確定2MASS 0249 c和beta pictorb誕生於同一個恆星搖籃中。從表面上看，這使得這兩個物體不只是看起來像，而是真正的兄弟姐妹。

然而，行星的生存環境卻大不相同，即它們所環繞的恆星的類型。b的宿主是一顆比太陽亮10倍的恆星，而2MASS 0249 c圍繞著一對比太陽暗2000倍的棕矮星運行。此外beta pictorb相對接近它的寄主，大約9個天文單位(AU，從地球到太陽的距離)，而2MASS 0249c距離它的雙星寄主2000 AU。這些截然不同的排列方式表明，行星的成長過程根本不相同。氣質形成的傳統的照片,其母恆星行星開始小岩石核和成長積累恆星的氣體的磁碟,可能產生βPictoris b。亞利桑那大學的天文學家、這項工作的合作者凱特琳·克拉特說：2MASS 0249 c和beta pictorb向我們展示了自然界有不止一種方法可以製造出非常相似的系外行星。

2MASS 0249c和beta picb的紅外光譜與在同一恆星育嬰室中形成的兩個相比較的物體的紅外光譜相似。與2MASS 0249c不同的是，beta pic陰面b的軌道更接近它的大主星，並嵌入在明亮的環繞恆星的圓盤中。圖片：T. Dupuy, ESO/A.-M. Lagrange et al

像我們認為的大多數氣態巨行星一樣，從微小的塵埃顆粒開始。相比之下，2MASS 0249 c看起來像一個重量不足的棕矮星，它是由氣體雲的坍縮形成的。他們都被認為是系外行星，但是2MASS 0249 c說明這樣一個簡單的分類可以掩蓋一個複雜的現實。研究小組首先用CFHT的圖像識別出2MASS 0249 c，他們反覆的觀察發現，這個物體正在離它的宿主很遠的軌道上運行。該系統屬於beta pic陰面移動群，這是一組分布廣泛的恆星，以其著名的行星寄主恆星命名。研究小組使用W. M. Keck望遠鏡進行的觀察表明，該宿主實際上是一對緊密分離的棕矮星。

綜上所述，2MASS 0249系統由兩個棕矮星和一個氣態巨星組成。美國宇航局紅外望遠鏡設備和阿帕奇點望遠鏡天文物理研究聯盟3.5米望遠鏡對2MASS 0249 c的後續光譜分析表明，它與beta pictorb有顯著相似之處。2MASS 0249系統是未來研究的一個吸引人的目標。大多數直接成像的行星非常接近它們的主恆星，由於恆星發出的亮光，抑制了對行星的詳細研究。相比之下，2MASS 0249 c和它的寄主雙星之間的廣泛分離，將使測量諸如它的表面天氣和成分等性質變得容易得多，從而使人們更好地了解氣態巨行星的特徵和起源，該研究發表在《天文學》上。

博科園-科學科普｜參考期刊：arxiv｜來自：Canada-France-Hawaii Telescope

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