發(fā)現(xiàn)神奇的太陽(yáng)系，不僅有四顆氣體巨星，居然還有兩個(gè)小行星帶！

圍繞恒星HR8799的行星系統(tǒng)與太陽(yáng)系驚人地相似之處，在兩個(gè)小行星帶之間有四顆氣體巨星。由RUG和SRON領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組利用這種相似性對(duì)系統(tǒng)內(nèi)小行星、彗星和其他次要天體的物質(zhì)輸送進(jìn)行了建模。模擬表明，這四顆氣體行星接收由次要天體輸送的物質(zhì)，就像我們太陽(yáng)系一樣。

從太陽(yáng)向外計(jì)算，太陽(yáng)系由四個(gè)巖石行星、一個(gè)小行星帶、四個(gè)氣體巨星和另一個(gè)小行星帶組成。內(nèi)行星富含金屬和硅酸鹽等耐火材料，外行星富含水和甲烷等揮發(fā)性物質(zhì)。在形成過(guò)程中，內(nèi)行星很難收集到揮發(fā)性的大氣，因?yàn)閺?qiáng)烈的太陽(yáng)風(fēng)不斷地將氣體吹走。與此同時(shí)，來(lái)自太陽(yáng)的熱量蒸發(fā)了任何冰塊，因此更難保持水分。

在外圍區(qū)域，太陽(yáng)熱量和風(fēng)較少，因此最終的氣體巨星可以收集水冰，也可以聚集充滿揮發(fā)物的大大氣。次要天體，包括小行星、彗星和塵埃，后來(lái)通過(guò)從內(nèi)帶輸送耐熱物質(zhì)，從外帶輸送揮發(fā)物和耐熱物質(zhì)，對(duì)這一結(jié)果進(jìn)行了微調(diào)。由RijksUniversity Groningen和SRON荷蘭空間研究所領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)想知道，同樣的傳輸系統(tǒng)是否也適用于其他恒星周圍的行星系統(tǒng)。

研究在HR8799左右為該系統(tǒng)創(chuàng)建了一個(gè)模擬模型。這與我們太陽(yáng)系相似，太陽(yáng)系有四個(gè)氣態(tài)巨星加上一個(gè)內(nèi)帶和外帶，內(nèi)帶內(nèi)可能還有巖石行星。因此，該研究小組可以從太陽(yáng)系中采用一些關(guān)于HR8799的未知信息。模擬表明，就像在太陽(yáng)系中一樣，這四顆氣體行星接收由次要天體輸送的物質(zhì)?？茖W(xué)家團(tuán)隊(duì)由Kateryna Frantseva(格羅寧根大學(xué)/SRON)、Migo Mueller(NOVA/萊頓大學(xué)/SRON)

Petr Pokorn Axi(NASA)、Floris van der Tak(SRON/格羅寧根大學(xué))和Inge Loes ten Kate(烏得勒支大學(xué))組成，預(yù)計(jì)這兩種物質(zhì)的“交換”量約為行星質(zhì)量的50萬(wàn)倍。未來(lái)的觀測(cè)，例如美國(guó)宇航局（NASA）詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(將于2021年發(fā)射)，將能夠測(cè)量揮發(fā)分豐富的氣體巨星中耐熱物質(zhì)的數(shù)量。如果望遠(yuǎn)鏡能探測(cè)到預(yù)測(cè)的耐火材料數(shù)量，那么這些探測(cè)到的耐熱物質(zhì)可以用模型中所示從小行星帶傳送來(lái)解釋。

如果探測(cè)到的耐熱物質(zhì)比預(yù)測(cè)的要多，說(shuō)明這可能傳送過(guò)程比想象的要活躍得多，例如因?yàn)镠R8799比太陽(yáng)系年輕得多。HR8799恒星系統(tǒng)可能包含類地行星，從小行星帶揮發(fā)的傳送可能對(duì)這些行星具有天體生物學(xué)意義。

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博科園｜研究/來(lái)自：SRON荷蘭空間研究所

研究發(fā)表期刊《天文學(xué)與天體物理學(xué)》

DOI: 10.1051/0004 -6361/201936783

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