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现代天文学正在经历一个范式转变的时代。借助新的望远镜、仪器和机器学习,天文学家正在进行更深入的研究并挑战传统观念。其中一项发现是行星系统 PDS 70 中的意外发现,它挑战了行星系统形成的传统观点。
天文学家团队对系外行星 PDS 70b 进行了研究,该行星绕着一颗年轻变星运行,距离地球约 366 光年。科学家利用凯克天文台的凯克行星成像仪和表征仪 (KPIC) 仪器获得了 PDS 70b 的光谱,揭示了行星大气中二氧化碳 (CO) 和水的存在。
然而,光谱分析显示行星大气中的气体与圆盘中的气体之间存在差异。这一发现是出乎意料的,因为传统上认为行星系统是由气体和尘埃云(星云)形成的,这些气体和尘埃云在引力塌缩下塌陷形成一颗新恒星。然后剩余的气体和尘埃沉入新恒星周围的原行星盘中,并逐渐凝结形成行星。
“最初,我们预计行星中碳与氧的比例与圆盘中的相似。但相反,我们发现行星上的碳相对于氧的含量远低于圆盘中的比率。这是令人惊讶的,并且表明我们广泛接受的行星形成图景过于简单化,
该团队对这种差异提供了两种可能的解释。一种说法认为,这颗行星可能是在其盘面变得富含碳之前形成的,或者这颗行星可能主要是通过消耗除气体之外的大量固体物质而生长的。尽管光谱仅显示气体,但研究小组指出,一些碳和氧可能是从冰和尘埃中捕获的颗粒物质中积聚的。
“对于观测天体物理学家来说,一种被广泛接受的行星形成图可能过于简单化。在这张图中,行星大气中的碳与氧的比例将与其原行星盘中的碳与氧的比例相匹配,这表明该行星正在通过盘中的气体吸积物质。相反,我们发现了一颗碳氧比比盘中低得多的行星,”