科学探索|天文学家发现热木星系外行星神秘形成的新线索天文学家发现热木星系外行星

天文学家发现了一种确定系外行星相对年龄的新方法，并证明这些行星有多种形成方式。在我们的太阳系中，行星具有广泛的属性。例如，木星的质量约为地球的318倍，而金星的平均表面温度为847华氏度，其温度足以熔化铅。系外行星，即围绕太阳系外的恒星运行的行星，也有广泛的属性。两个基本属性对于区分行星非常有用：它们的大小和它们的轨道。
【科学探索|天文学家发现热木星系外行星神秘形成的新线索】

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通常，赋予系外行星类型的简写名称是基于它们与太阳系中的行星相似。例如，“超级地球”是一个潜在的岩石世界，其质量是地球的两倍到十倍。同样，“热木星”是一个与木星差不多大小的行星，但它的轨道更接近其恒星。
自从1995年发现第一颗热木星以来，天文学家们一直试图弄清楚这些炙热的系外行星是如何形成并到达其极端轨道的。约翰斯·霍普金斯大学的天文学家已经找到了一种方法，利用盖亚航天器的新测量结果来确定热木星的相对年龄，盖亚航天器正在跟踪10多亿颗恒星。
主要作者Jacob Hamer是物理学和天文学的博士生，他于6月13日在美国天文学会会议上介绍了这些发现。这项工作将在《天文学杂志》上发表。
这些行星被称为热木星，因为第一个被发现的热木星的大小和形状与我们太阳系的木星差不多，这些行星与恒星的距离是日地距离的1/20，导致这些行星的温度达到数千摄氏度。现有的行星形成理论无法解释这些行星，因此科学家们想出了几个关于热木星如何形成的想法。

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最初，科学家们提出，热木星可能在更远的地方形成，就像木星一样，然后由于与主星的气体和尘埃盘的相互作用而迁移到现在的位置。也可能是它们在更远的地方形成，然后在更晚的时候--在星盘消失之后--通过一个更加激烈和极端的过程，即高偏心率迁移，迁移到了这里。
共同作者Kevin Schlaufman说：“这些系外行星是如何形成并到达它们现在的轨道的问题实际上是我们这个子领域中最古老的问题，它是成千上万的天文学家在超过25年的时间里一直在努力回答的问题。”
一些热木星的轨道与它们的恒星旋转完全一致，就像我们太阳系中的行星。其他行星的轨道偏离其恒星的赤道。科学家们无法证明这些不同的配置是不同形成过程的产物，还是单一的形成过程，然后是行星和恒星之间的潮汐相互作用。Hamer说：“如果没有这种真正精确的测量年龄的方法，总是会丢失信息。”
Hamer是第一批利用盖亚卫星的新数据研究系外行星系统年龄的天文学家之一，以弄清它们如何形成和演变。能够确定恒星的速度--方向性的速度--是确定其年龄的关键。当恒星诞生时，它们在银河系中的运动方式类似于彼此之间的运动。Hamer说，随着这些恒星的老化，它们的速度变得越来越不同。通过这种新方法，Hamer证明了热木星的形成有多种方式。
Hamer表示：“一种（形成过程）迅速发生并产生对齐的系统，而（另一种）在较长的时间尺度上发生并产生错位的系统。我的结果还表明，在一些质量较小的主星系统中，潮汐相互作用允许热木星重新调整其主星的旋转轴，使之与它们的轨道保持一致。”
来自地面和天基望远镜的新数据正在帮助科学家了解更多关于系外行星的信息。4月，包括一些来自约翰斯·霍普金斯大学的天文学家团队报告了利用哈勃太空望远镜的观测对超热木星的大气层的发现。