科学家发现固体核心最大的地外行星

本报东京、北京7月2日电(记者 陈超 张亮) 天文学家经过一年的跟踪观察,发现了一颗拥有最大固体核心的太阳系外行星。该行星直径是木星的3/4,其核心相当于地球的70倍,其质量的1/2至2/3都来自集中在核心的重元素。相关论文将发表在《天体物理学》杂志上。

由日本国立天文台、神户大学、东京工业大学和美国旧金山大学的科学家组成的联合观测小组,利用设置在夏威夷的“昴”天文望远镜,首次发现了这颗位于编号HD149026恒星附近的行星,它以极小的轨道半径绕HD149026旋转,周期为2.87天。

今年5月,科学家使用美国亚利桑那的一个较小的望远镜发现,在其公转周期中恒星的亮度有一个0.3%的下降,这表明该行星公转轨道直接经过了其环绕的恒星到地球的连线。科学家借此通过“掩星法”测出了该行星的大小和质量,并由此计算出了它的密度。经过计算,要达到这一密度,这颗行星不可能仅由气体组成,内部有大于70倍地球质量的巨大固体核才能形成。

该行星的温度高达1200摄氏度,它距环绕恒星的距离只有地球到太阳的1/25。可能是由于摩擦力使其速度下降,恒星的引力将它拖到了目前这个距离更近的轨道上。

美国加州大学圣克鲁斯分校的格雷格·拉夫林说：“这是一个很怪异的天体。”东京工业大学的井田茂博士则认为,这是自发现飞马座51号行星以来最重要的发现,突破了星核质量达地球质量30倍为极限的理论。

实际上,这一发现对两个主要的行星形成理论提出了挑战。根据“核心增长模型”,行星形成就像滚雪球,连续的随机碰撞逐渐集结成一个固体核心,生长中的核心重力不断增加,开始吸引更多的物质和气体。而在“重力不稳定模型”中,气体巨星则通过围绕在一个年轻恒星周围的尘埃和气云直接冷凝而快速形成。

拉夫林认为,“重力不稳定模型”中的气体巨星可以通过与彗星或小行星碰撞获得重元素,但其获得的物质却不可能像现在观测到的这么多。他认为,这颗行星是一个例外,对这个高密度核心的一种解释是,它可能与一个或更多的行星发生过碰撞。如果是这样的话,这种碰撞可能会使该行星脱离了其环绕恒星的赤道平面。科学家目前正在研究其自转轴,以查明真相。