天文学家发现了一颗著名系外行星的“二重身”

当涉及到太阳系外的行星时，表象可能是骗人的。天文学家已经描绘出一颗新的行星，它看起来几乎与研究最好的气态巨行星之一一模一样。但是这个二重身在一个非常重要的方面是不同的：它的起源。双子天文台的天文学家、该研究的负责人特伦特·杜普伊(Trent Dupuy)说：已经发现了一颗气态巨行星，它实际上是一颗已知行星的双生子，但它看起来像是这两个物体以不同的方式形成的。从恒星产生的气体和尘埃中脱颖而出，恒星就像小猫一样诞生在一窝中，成群结队，不可避免地要离开它们的出生地。

博科园-科学科普：这些凋落物组成的恒星各不相同，从不能产生自身能量(称为棕矮星)的小星体到以超新星爆炸结束生命的大质量恒星。在这种混乱之中，行星围绕着这些新恒星形成。一旦恒星托儿所耗尽气体，恒星(和它们的行星)就会离开它们的诞生地，自由地在星系中漫步。由于这次出埃及，天文学家们相信，在同一时间内，应该有来自同一颗恒星托儿所的行星，但是围绕着这些恒星的轨道恒星，就像失散多年的兄弟姐妹一样，已经远离彼此。迄今为止，通过直接成像发现的系外行星基本上都是独立的，它们的外貌和年龄各不相同。

2MASS 0249系统的直接Wircam图像采用了wiht CFHT的红外摄像机Wircam。2MASS 0249c是来自母棕矮星的2000个天文单位，在这张图片中还没有解决。图片：T. Dupuy, M. Liu

寻找两颗外观几乎相同的系外行星，但它们的形成却如此不同，这为理解这些天体打开了一扇新的窗户。杜普伊、刘和他们的合作者已经发现了第一个这样的行星二重身。早在2009年，人们就已经知道了一个天体：由13颗木星质量的行星- pictorb，它是通过直接成像发现的首批行星之一。这个新物体被命名为2MASS 0249c，它的质量、亮度和光谱都和beta pictorb一样。在用加拿大-法国-夏威夷望远镜(CFHT)发现这个天体后，Dupuy和合作者们确定2MASS 0249 c和beta pictorb诞生于同一个恒星摇篮中。从表面上看，这使得这两个物体不只是看起来像，而是真正的兄弟姐妹。

然而，行星的生存环境却大不相同，即它们所环绕的恒星的类型。b的宿主是一颗比太阳亮10倍的恒星，而2MASS 0249 c围绕着一对比太阳暗2000倍的棕矮星运行。此外beta pictorb相对接近它的寄主，大约9个天文单位(AU，从地球到太阳的距离)，而2MASS 0249c距离它的双星寄主2000 AU。这些截然不同的排列方式表明，行星的成长过程根本不相同。气质形成的传统的照片,其母恒星行星开始小岩石核和成长积累恒星的气体的磁盘,可能产生βPictoris b。亚利桑那大学的天文学家、这项工作的合作者凯特琳·克拉特说：2MASS 0249 c和beta pictorb向我们展示了自然界有不止一种方法可以制造出非常相似的系外行星。

2MASS 0249c和beta picb的红外光谱与在同一恒星育婴室中形成的两个相比较的物体的红外光谱相似。与2MASS 0249c不同的是，beta pic阴面b的轨道更接近它的大主星，并嵌入在明亮的环绕恒星的圆盘中。图片：T. Dupuy, ESO/A.-M. Lagrange et al

像我们认为的大多数气态巨行星一样，从微小的尘埃颗粒开始。相比之下，2MASS 0249 c看起来像一个重量不足的棕矮星，它是由气体云的坍缩形成的。他们都被认为是系外行星，但是2MASS 0249 c说明这样一个简单的分类可以掩盖一个复杂的现实。研究小组首先用CFHT的图像识别出2MASS 0249 c，他们反复的观察发现，这个物体正在离它的宿主很远的轨道上运行。该系统属于beta pic阴面移动群，这是一组分布广泛的恒星，以其著名的行星寄主恒星命名。研究小组使用W. M. Keck望远镜进行的观察表明，该宿主实际上是一对紧密分离的棕矮星。

综上所述，2MASS 0249系统由两个棕矮星和一个气态巨星组成。美国宇航局红外望远镜设备和阿帕奇点望远镜天文物理研究联盟3.5米望远镜对2MASS 0249 c的后续光谱分析表明，它与beta pictorb有显著相似之处。2MASS 0249系统是未来研究的一个吸引人的目标。大多数直接成像的行星非常接近它们的主恒星，由于恒星发出的亮光，抑制了对行星的详细研究。相比之下，2MASS 0249 c和它的寄主双星之间的广泛分离，将使测量诸如它的表面天气和成分等性质变得容易得多，从而使人们更好地了解气态巨行星的特征和起源，该研究发表在《天文学》上。

博科园-科学科普｜参考期刊：arxiv｜来自：Canada-France-Hawaii Telescope

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