北京
来源：中国科学报
记者：徐锐
天文学家发现了已知最年轻的行星——Elias 2-24 b。这颗不到100万年的行星仍然被形成它的气体和尘埃所包围。在距离母星如此遥远的地方，其令人惊讶的形成速度挑战了巨行星如何形成的主流理论。相关研究9月16日发表于《天体物理学杂志快报》。
艺术家笔下的Elias 2-24 b。图片来源：凯克天文台
恒星在巨大的气体和尘埃云中形成，而行星则从新生恒星周围剩余的物质中生长出来。但观测与发现这类“婴儿”行星极其困难，因为它们被厚厚的尘埃遮挡了。
目前大多数已确认的系外行星是通过凌星法发现的，即通过观测系外行星遮挡恒星光线导致的亮度周期性变化来确认它们。而当行星仍埋在尘埃中或距恒星非常远时，这种方法就很难奏效了。因此，在目前已确认的约6000颗系外行星中，大多数都已形成数十亿年，并且轨道离恒星相对较近。
此前，智利阿塔卡马大型毫米波天线阵列（ALMA）的观测揭示了年轻恒星Elias 2-24周围的尘埃盘中存在一个间隙。后来，欧洲南方天文台的甚大望远镜在这个间隙内发现了一个微弱的光点。科学家想知道它是不是一颗行星。
现有的行星形成理论认为，一颗大质量行星不可能如此迅速地形成，尤其是在距离恒星如此遥远的地方。当前模型表明，在木星到太阳的距离上形成一颗木星大小的行星大约需要500万年，而距恒星更远的巨行星的形成时间应该更长。然而，Elias 2-24系统中的这个微弱天体到恒星的距离约为地日距离的55倍，而且已经显示出形成行星的迹象。
为了解决这个天文学家争论了近10年的问题，智利迭戈·波塔莱斯大学的Andrea Bernardi团队搜索了美国夏威夷凯克天文台的观测档案。他们检查了凯克天文台利用日冕仪观测过的7颗年轻恒星。日冕仪可以遮挡恒星的大部分明亮光线，使搜寻附近的暗弱天体变得更容易。利用这种技术，天文学家可以在尘埃盘中寻找隐藏的行星。
日冕仪观测发现，每颗恒星都被由尘埃、气体、冰和岩石片组成的碎屑盘所包围。碎屑盘中的间隙和其他结构可能是行星正在形成的迹象。“行星应该出现在间隙内，因为正是它们制造了这些间隙。”Bernardi说，“我们正是在这里找到Elias 2-24 b的。”
Elias 2-24 b的质量与木星相当，围绕一颗距离地球约450光年的恒星运行。由于该系统还很年轻，天文学家得以一瞥太阳系在数十亿年前的样子。
科学家目前利用理论、计算机模拟以及对被碎屑盘包围的年轻恒星的观测来构建行星形成模型。像Elias 2-24 b这样的发现可以为这些模型提供关键的检验机会。
“Elias 2-24 b是当前望远镜探测能力的极限，但有了美国国家航空航天局的南希·格雷斯·罗曼空间望远镜等新仪器，这类探测应该会变得更加容易。”Bernardi说。
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