大气体行星“专属陪伴”在主恒星的近旁

通过双子座天文台的观测，科学家发现了一个非常独特的现象：在很多不同类型的恒星周围，距离恒星很远的巨大气体行星十分罕见。巨型气体行星倾向于靠近主恒星、或它们的父母恒星，现有的行星形成理论难以解释这种独特的现象。发现太阳系外的行星变得十分寻常，天文学家以各种观测方法“仰望”天空，他们发现了一个又一个的行星天地。双子座天文台在行星搜索领域采用了直接成像的观测技术，对行星的观测具有距离深远、视野开阔的特点。双子座天文台的科学家发现，在不同类型的恒星周围，巨型气体行星的数量非常少，而少量的巨型气体行星趋向于依偎在主恒星的近旁。

双子座天文台行星项目的主要成员、夏威夷大学天文学院的迈克尔·刘认为，巨大的气体行星也许偏爱依附在父母恒星的身边，有点像在人类的传统文化中，一大堆子孙儿女和父母长辈生活在一起，相互“抱团取火”。大多数大型气体行星似乎避免离开父母恒星很远、独自在遥远的轨道上运转。科学团队试图在更远的距离上发现巨大的气体行星，他们的观测尺度超过了太阳系中天王星、海王星和太阳的距离，天王星和海王星距离太阳相对遥远，它们是两颗太阳系的巨大气体行星。科学团队无功而果，在太阳系外距离主恒星遥远的巨大气体行星十分稀少。

科学团队的行星搜索项目得到了国家科学基金会和NASA的帮助，科学家希望更好地理解巨大的气体行星如何形成的问题。行星的轨道距离是一个关键指标，天文学家在检验系外行星形成的理论时常用到距离的指标。科学团队观测了质量大于太阳恒星，观测了不同类型的恒星，他们太阳系的气体行星为参考的对象，太阳系最大的两颗气体行星——木星和土星与太阳的距离相当于地球与太阳距离的10倍以内。科学团队相信，他们的发现具有普遍性，巨大的气体行星在远离主恒星的轨道上分布很少。

在不同类型恒星的遥远距离的周围，巨大的气体行星非常少见，然而，不是所有的巨型气体行星都会近距离地靠近在主恒星的旁边。2008年，天文学家使用了位于夏威夷莫纳克亚的“双子座天文台北方”和W.M凯克天文台的望远镜，对恒星HR8799周围的行星进行了直接成像观测，他们在恒星HR8799的远距离轨道上发现了一个巨大的气体行星，它与主恒星的距离相当于地球与太阳距离的25到70倍。天文学家在2008年观测了少量的恒星，不能以2008年的个别发现来断定，在遥远距离上的巨大气体行星十分常见。2008年发现了一颗远距离的大型气体行星，这不是普遍的现象，而是个别的例证。双子座天文台的观测成果纠正了以2008年的发现为依据而推出的简单结论，双子座天文台的观测成果表明，巨大的气体行星出现在远离主恒星的轨道上，这可能是一种不同寻常的现象，绝大多数的大气体行星都出现在离主恒星相对近的轨道上。

过去的20多年，天文学家了解了一个基本事实：巨大的气体行星通常出现在主恒星附近的轨道上。他们利用双子座天文台的直接成像技术，证实了一种典型的、而非特例的现象。巨大的气体行星避开遥远距离的轨道，它们趋向于选择离主恒星相对近的轨道位置。科学团队同时探讨了在年轻恒星周围的尘埃盘发生的空洞现象，长期以来，天文学家一直怀疑尘埃盘的空洞产生于在轨道运转的行星的引力作用，尘埃盘的碎片物质被行星吸附，在尘埃盘上留下一个个空洞，天文学家不清楚的是，什么类型的行星制造了尘埃盘上的空洞，它们如何制造了一个个的空洞。欧洲南方台的扎希徳·瓦哈伊探讨了在年轻恒星周围的尘埃盘出现的空洞现象，似乎不是大质量的行星制造了尘埃盘上的空洞，而是小质量的行星对尘埃盘空洞的产生有直接的影响，他们目前不能直接观测小质量的行星。马克斯·普朗克研究所天文学分部的贝斯·比勒认为，年轻恒星有更大的亮度，在它们周围的行星更容易被探测到，从中可以发现巨大气体行星所在的轨道位置。

NASA的开普勒行星搜索活动显示，在其它恒星的周围，大于地球直径、小于太阳系中水星轨道半径的行星大量存在。通过使用双子座天文台的红外线仪器（NICI），他们发现，在恒星的周围，大于太阳系中海王星轨道半径的巨大气体行星十分罕见，天文学家即将发布双子座天文台行星直接成像器图谱，这在天文史上还是第一次，人们从图谱中可以看到巨大的气体行星出现在主恒星怎样的轨道上，太阳系外的巨大气体行星与太阳系内的巨大气体行星非常相似《天体物理学》杂志发表了科学团队的观测成果。迈克尔·刘科学I团队的成员来自于夏威夷大学、亚利桑那大学、普林斯顿大学、牛津大学、巴西的圣保罗大学、巴西的米纳斯·吉拉斯大学、加拿大的多伦多大学、加州大学圣克鲁兹分校、东京工业大学；莫纳克亚天文台、欧洲南方天文台、双子座天文台；马克斯·普朗克研究所天文学分所、华盛顿的卡耐基研究所、空间望远镜研究所、NASA的戈达德飞行中心。

（编译随感：行星离主恒星的距离、或它的轨道半径是一项重要的天文指标，对我们理解行星形成的理论有一定的参考价值。2008年，科学家在一颗恒星周围非常遥远的距离上发现了一颗巨大的气体行星，这是个别的事实，太阳系同样如此，巨大的气体行星——天王星和海王星距离太阳十分遥远，我们不能因此得出结论：巨大的气体行星位于距离主恒星十分遥远的轨道上。夏威夷大学的科学团队使用了双子座南北全空域天文台，对大量的不同恒星系进行了观测，他们发现，巨大的气体行星通常位于距离主恒星较近的轨道上。在我们的太阳系，巨大的气体行星——木星和土星距离太阳较近。随着观测仪器的改进和科学认识的提升，科学家不断纠正过去片面、错误的认识。）

（编译：2013-7-1）