新发现的系外行星或改写现有行星形成理论

系外行星“OGLE-2012-BLG-0950Lb”是通过“引力微透镜”现象探测到的，而这种现象被喻为自然界中的放大镜。

据美国“科学日报网”（ScienceDaily.com）1月8日消息称，美国马里兰大学（University of Maryland）和美国国家航空航天局下属戈达德太空飞行中心（NASA's Goddard Space Flight Center，简称GSFC）的博士后研究员阿帕尔娜·巴塔查里亚（Aparna Bhattacharya）领导的一个天文学家小组最近发现了一颗可能会改写现有的行星形成理论的系外行星。这颗行星的质量介于海王星和土星之间，其位置处在其宿主恒星的“雪线”之外。根据现有理论，在如此位置、具有如此规模的系外行星应该是非常罕见的。该研究团队于1月8日在西雅图举行的美国天文学会第233次大会的新闻发布会上公布了这一重大发现。

借助位于美国夏威夷的Ｗ.M.凯克天文台的10米凯克2号（Keck II）望远镜上的第二代近红外相机（NIRC2）和哈勃太空望远镜上的第三代宽视场相机（WFC3），该研究小组捕获了这颗被命名为“OGLE-2012-BLG-0950Lb”的系外行星的同步高分辨率图像，从而让他们能够确定它的质量。

无独有偶，另一组天文学家（包括巴塔查里亚和贝内特）几乎在同一时间发表了一篇统计数据分析报告，阐述了这样具有次土星质量的行星其实并不罕见。该报告的第一作者、日本航天科学研究所（Japan's Institute of Space and Astronautical Science）的Daisuke Suzuki解释道：“我们刚刚完成分析，‘OGLE-2012- BLG-0950Lb’的质量测量结果就出炉了，这个星球的发现证实了我们对统计研究数据的解读。”

关于“OGLE-2012-BLG-0950Lb”的发现成果发表在12月的《天文学杂志》上，而统计分析报告发表在12月20日的《天体物理学杂志快报》上。“OGLE-2012-BLG-0950Lb”是后者研究的次土星行星之一，而所有这些行星都是通过“引力微透镜”探测到的——这是目前唯一一种足够敏感、能够探测到在类木轨道上质量小于土星的系外行星的手段。

简单说来，微透镜利用了爱因斯坦广义相对论的一个结果，即光在如恒星这样的大质量天体附近会发生弯曲和放大，从而在天空中生成一个自然的“透镜”。对于“OGLE-2012-BLG-0950Lb”来说，来自一颗在遥远宇宙背景中的恒星发出的光在两个月的时间内被“OGLE-2012-BLG-0950L”（这颗系外行星的宿主恒星）放大，期间它在天空中运动轨迹与背景中恒星几乎完美地排成一条直线。

通过对排成直线期间的光线进行仔细分析，研究人员观察发现有一次意外变暗持续了约一天的时间，这一现象说明“OGLE-2012-BLG-0950Lb”通过对“透镜”施加的影响从而揭示了其本身的存在。

引力微透镜的独特之处在于它对诸如“OGLE-2012-BLG-0950Lb”这样的次土星行星具有很高的敏感度，这类行星的运行轨道已超出了它们宿主恒星的“雪线”——又称霜线，是指一个年轻的行星系统（原行星盘）中从行星到宿主恒星的距离上足够冷、能水凝结成冰的位置连成的一条线。在雪线上和线外，行星形成所需的固体物质量会急剧增加。

根据核心吸积理论，行星核心中的固体是先通过化学反应，然后再通过引力过程而形成的。然而，如果根据核心吸积理论中关于逃逸气体会发生吸积现象的论断来进行预测，如“OGLE-2012-BLG-0950Lb”这样的行星将是非常罕见的。科学家认为，这种质量是地球39倍的行星会持续经历一个快速增长的阶段，直到最终形成一个更巨型的行星。然而，最新发布的这些研究结果表明，关于“逃逸增长”的理论可能需要进一步修正。

Suzuki的团队将利用引力微透镜发现的“行星-恒星质量比分布”与核心吸积理论所预测的分布情况进行了比较。他们发现，核心吸积理论中逃逸气体吸积过程所预测的如“OGLE-2012- BLG-0950Lb”的中等质量巨行星的数量，要比微透镜所观测到的要少10倍。这一差异意味着，要么是气态巨行星的形成可能存在被现有的核心吸积模型所忽略的效应和过程，要么行星的形成环境会随着宿主恒星质量的差异而发生很大的变化。

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编译：朱明逸 审稿：alone  责编： 唐林芳

期刊来源： 《天文学杂志》、《天体物理学杂志快报》

期刊编号： 0004-6256, 2041-8205

原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2019/01/190108141339.htm

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