自从天文学家在20世纪90年代首次开始探测系外行星(太阳系以外的行星)以来,他们已经遇到了数千个大大小小的世界。但很少有人像TI-DYE 1b那样年轻。这个羽翼未丰的球体(发音为“TIE-DYE 1b”)估计有300万年的历史,约为地球年龄的0.07%。仅凭这一点,它就成为了解行星形成过程的潜在罗塞塔石碑。
作为额外的好处,这颗行星正在围绕一颗距离金牛座方向约520光年的恒星运行,距离足够近,可以进行更详细的研究。北卡罗来纳大学教堂山分校的研究生Madyson Barber周三在《自然》杂志上报道称:“我们最初认为,这么年轻的行星是找不到的。”。有充分的理由怀疑。行星形成于围绕新生恒星旋转的气体和尘埃盘内,掩盖了内部发生的一切。
在过去,当这样的年轻行星出现时,它是在面向太阳系的太阳系中出现的,这样可以更容易地看到圆盘的内部。但从地球的角度来看,TI-DYE 1b在一个边缘的平面上绕轨道运行。这使它成为一颗凌日系外行星——一颗反复穿过其轨道恒星前方的行星。之所以能够探测到它,是因为围绕恒星的圆盘的外部以一个奇怪的角度倾斜,就像一个弯曲的帽沿。这样可以清晰地看到内部区域。即便如此,这颗行星太小太暗,无法直接看到。
它的存在是在美国国家航空航天局的凌日系外行星勘测卫星(TESS)的数据中发现的。自2018年发射以来,轨道望远镜一直在有条不紊地扫描天空中的系外行星,寻找随着行星从前方经过并暂时阻挡部分星光而以可预测的方式降低亮度的恒星。倾角的大小揭示了行星的大小,而凌日之间的时间长度则得出了行星的轨道周期和与恒星的距离。去年,Barber女士开始研究公开的TESS数据,只关注年龄不到5亿年的恒星。
她说,该项目的目标是发现不同年龄的凌日行星,这些行星可以作为“及时的快照,以更好地了解它们的进化路径”。凌日行星对天文学家来说很重要,因为它们可以以其他行星无法探索的方式被探索。例如,每当TI-DYE 1b穿过其恒星前方时,恒星的一些光线就会被行星的大气层吸收。这种光被吸收的方式提供了有关地球大气层组成和结构的信息。到目前为止,数据表明地球像棉球一样膨胀。
它几乎和木星一样大,但不超过木星质量的三分之一。新形成的行星预计会有些蓬松,因为它们会从周围的星盘中聚集物质。Barber女士说,数百万年后,这颗行星可能会变成一颗比土星小的气态行星,或者一颗“超级地球”——一颗由像地球这样的岩石物质组成的行星,但比我们自己的世界更大、更重。到目前为止,还不清楚是哪一个。这颗行星也非常接近它的恒星——每8.8天绕它一圈。
蒙特利尔大学的天文学家David Lafrenière没有参与这一新发现,他说行星不太可能在如此近的距离内形成,因此TI-DYE 1b更有可能在恒星形成后向内迁移。但由于地球很年轻,所有这一切都必须在300万年内发生。Lafrenière博士说,这个年龄是“一个关键时期”,因为这是产生行星的圆盘开始消散的时候,这一过程可以通过对该系统的进一步观测来阐明。