一颗年轻的系外行星被命名为IRAS 04125+2902 b 只有300万年的历史

一颗被命名为 IRAS 04125+2902 b 的大质量行星竟然还是个只有 300 万年历史的婴儿，它位于金牛座分子云中。这使它成为使用广泛使用的"转移法"探测方法发现的最年轻的行星。 这种幼年行星通常隐藏在厚厚的碎片盘后面，因此很难被观测到。这颗行星的密度很低，但大小与木星相似，这表明它可能会进化成一颗小型海王星或超级地球。

IRAS 04125+2902 (TIDYE-1)系统的艺术效果图显示了它的独特结构。 像这样年轻的恒星通常都有星斑--表面较冷、较暗的区域。 该系统的内盘已经耗尽，而外层盘却完好无损，围绕着主恒星形成了一个甜甜圈状。 有趣的是，外圆盘的朝向几乎是正面，与行星围绕恒星的边缘轨道形成鲜明对比。 这种不寻常的排列方式让我们可以一览无余地看到这颗行星和它的主恒星。 如果外圆盘也是边缘朝上，就会遮住这个系统，使发现成为不可能。 资料来源：NASA/JPL-Caltech/R. Hurt， K. Miller (Caltech/IPAC)

这颗年轻的系外行星位于金牛座分子云中，这是一个恒星托儿所，大约有430光年远，里面有数百颗新生恒星。 由于距离较近，它成为天文学家研究恒星和行星形成的理想场所。 虽然星云提供了大量有关年轻恒星的数据，但观测它们的行星却要困难得多。 像TESS（凌日系外行星巡天卫星）这样的望远镜，依靠的是探测行星从其宿主恒星前穿过时造成的星光小凹陷。 然而，要使这种方法奏效，行星的轨道必须从地球的角度看是边缘对齐的。 在年轻的恒星系统中，碎片盘经常会遮挡这一视角，因此很难发现任何凌日行星。

一个研究小组刚刚报告了一个非同寻常的幸运事件。 这颗名为 IRAS 04125+2902 b 的新生行星周围的外层碎片盘不知何故发生了剧烈翘曲，从而使这个"婴儿世界"暴露在 TESS 的大范围凌日观测之下。

虽然外盘扭曲是一个巨大的巧合，但同时也是一个巨大的谜团。 可能的解释包括：行星本身发生了迁移，更加靠近恒星，并在此过程中偏离了外盘的方向--因此，从地球上看，行星的轨道是边缘朝上的，与恒星的面相交叉，但外盘对我们来说却几乎是正面朝上的。 这个想法有一个问题： 将一颗行星移动到如此偏离其母盘的位置，很可能需要在这个系统中找到另一个（非常大的）天体。 到目前为止，还没有探测到这样的天体。

该星系的太阳恰好有一颗遥远的伴星，它也可能是导致外盘翘曲的罪魁祸首。 然而，伴星的轨道角度与行星及其母星的轨道角度相吻合。 恒星和行星都倾向于走阻力最小的引力路径，因此这样的安排应该会推动星盘与系统的其他部分更紧密地结合在一起，而不是完全背离。

研究报告的作者说，另一种获得"破碎"外盘的方法根本不需要伴星。 像金牛座分子云这样的恒星孕育区可能是一个密集而繁忙的地方。 计算机模拟显示，来自周围恒星形成区的下沉物质雨可能是造成星盘扭曲的原因。 迄今为止，无论是模拟还是观测，都还没有解决这类区域的磁盘翘曲或破碎是常见还是罕见的问题。

将 TESS 的凌日测量与另一种观测行星的方法相结合，可以获得更多关于行星本身的信息。 我们可以把第二种方法称为"摇摆"法。 当行星绕着恒星运行时，行星的引力会将恒星牵引到一个方向，然后又牵引到另一个方向。 地球上的专业仪器可以通过恒星发出的光线变化探测到这种摆动。 对这颗行星的这种"径向速度"测量显示，它的质量或重量不超过我们木星的三分之一。

然而，过境数据显示这颗行星的直径与木星差不多。 这意味着这颗行星的密度相对较低，很可能还有膨胀的大气层。 因此，这个世界可能不是像木星那样的气态巨行星。 相反，它很可能是一颗大气层会随着时间而缩小的行星。 当它最终稳定下来时，它可能会变成一颗气态的"小海王星"，甚至是一颗岩态的"超级地球"。 这是银河系中最常见的两种行星类型--尽管这两种类型在太阳系中都找不到。

由北卡罗来纳大学教堂山分校的天文学家马迪森-巴伯（Madyson G. Barber）领导的科学小组于2024年11月在《自然》杂志上发表了题为"一颗巨型行星穿越一颗3 Myr原恒星，其圆盘错位"的研究报告。

编译自/ScitechDaily