所有行星系统都与太阳系相同？不！请看这颗热木星

　　神秘行星怎样形成？年轻的巨星为我们提供研究线索
　　木星大小的行星，公转轨道距离其母恒星非常近，这颠覆了以往关于巨行星形成的旧有观念。寻找并研究这类行星中的年轻成员，可以帮助我们解决很多关键问题。
　　在人类历史的大部分时间里，我们对于行星形成及演化的了解，都是基于太阳系中的八（或九 ）颗行星。但在过去25年中，4000多颗系外行星的发现,给我们提供了更多的研究方向。
　　在这些新发现的遥远星球中，最引人关注的，是一类被称为热木星的系外行星。这些以气体为主的行星，大小类似木星，运行轨道非常靠近其母恒星，公转周期仅18小时。而在我们太阳系中，情况完全不同：距离太阳最近的行星是由岩石构成，公转轨道也比之更远。我们对于热木星的疑问，就像其体型一样大：它们是在离恒星很近的地方形成的吗？或者，是先在较远的地方形成，再向内迁移的吗？如果这些巨星真的迁移过，那能以此类推，揭示出我们太阳系中行星的历史吗？
　　为了回答以上问题，科学家们需要在这些热巨星的形成早期，观测它们。近来 ，《天文学杂志》的一项新研究，报告了对系外行星HIP67522b的观测成果：它可能是迄今为止，人类发现的最年轻的热木星。它围绕着一颗已知的年龄大约在1700万年的恒星公转。这意味着，它的年龄，大概比其年轻几百万年。然而之前大多数已知的热木星，年龄都超过10亿年。这颗热木星，公转周期为7天，它围绕运转的恒星与我们的太阳非常相似。HIP67522b距离地球仅490光年，约为地球直径的10倍，接近木星直径。它的体积，表明了它是一颗以气体为主的行星。
　　美国航空航天局的＂凌星系外行星勘测卫星（TESS)＂把HIP67522b确定为我们正想要寻找的这种热木星。该勘测卫星，通过＂凌星法＂来探测行星：科学家们发现，当一颗恒星的亮度出现小幅降低时，说明有围绕其运行的行星，从观测者和恒星之间通过。但年轻恒星的表面，常常有大量暗斑——星斑。（太阳上的星斑，也被称为太阳黑子）——观测者很可能把这些星斑与凌星的行星搞混淆。不过，根据美国航空航天局的斯皮策空间望远镜（已退役）的数据，科学家们证实：观测到的亮度改变信息，确是来自一颗行星（即HIP67522b），而不是恒星星斑。(当然，有其它一些探测系外行星的方法，曾提供一些迹象表示：可能存在更年轻的热木星，但都没有得到证实。）
　　这一发现，让我们有可能寻找到更多年轻的热木星，并可能更深入地了解到：行星如何在宇宙中形成的——即使，我们只待在地球上的屋子里研究。
　　领导这项研究的，是得克萨斯大学奥斯汀分校的系外行星科学家，艾伦.里祖托 。他表示：＂我们可以通过研究太阳系行星，和其它围绕太阳运行的物体，来了解太阳系及其演化过程。但，除非人类去寻找系外行星，否则，我们永远不会知道我们的太阳系有多独特，或有多普通。系外行星科学家们正在研究：我们的太阳系是如何为宇宙中行星形成，提供条件的？＂
　　迁移的巨星？
　　热木星是如何变成非常接近其母恒星的呢？关于这个问题，科学界有三种主要的推测。其中一种推测是：它就在那里形成并保持原地不动。但实在很难想象，行星能在如此恶劣的环境中形成：母恒星炽热的极端高温，使得大部分行星物质蒸发掉；而且，年轻的母恒星，常剧烈爆发，并伴随恒星风暴，几乎任何它周围新形成的行星，都会消失在萌芽初期。
　　事实上，更科学的解释只能是：气态巨行星在被称为＂雪线＂的边界之外，距离其母恒星较远的地方，萌生、演变、壮大。那里的温度足够冷，能够形成冰和其它固体物质。类似木星的行星，几乎全部由气体组成，但是它们有固态的内核。这些固态内核在＂雪线＂边界之外，更容易形成。在那里，冰冻物质可以像滚雪球一样，逐步凝结粘聚成团状。
　　因此,另外两种推测是：热木星在形成后，逐步移动，慢慢向母恒星靠拢。不过，促使这种迁移产生的原动力是什么？又发生在什么时机呢？
　　针对这个问题，一种观点认为：在行星系统形成的早期，当母恒星还被来自自身，以及来自行星形成过程中的气体尘埃盘环绕着时，热木星就开始了它的迁移之旅。在这种假说下，气体尘埃盘的引力与刚形成的巨星星体，相互作用影响，可能扰乱到气态巨星的原运行轨道，导致其向内迁移。
　　而另一种观点坚持认为：热木星会在更晚一些的时间点，才向内迁移。这个时间点，即：当环绕母恒星的其它行星的引力，能提供使其迁移的动力。不过，事实上，HIP67522b在它形成后，很早就已经离它的母恒星非常近了。这表明，这种观点可能不适用于HIP67522b这个案例。当然，仅仅靠研究一颗已知的热木星，不足以给所有这类星体的形成及演化过程下结论。
　　长谷川康弘 说：＂科学家们想知道，是否存在一种主流的机制，这种机制，能揭示大多数热木星的形成之谜？到底哪种＂形成论＂是最当被重视的，能够再次完美解释我们观测到的此类星体呢？目前社会上还没有达成明确共识。虽然，发现这颗年轻的热木星，是令人兴奋的，但对它的研究成果，只是一个片面答案。要解开全部谜团，我们需要发现和研究更多的同类星体。＂长谷川康弘， 任职于美国航空航天局的喷气推进实验室，是专门研究行星形成的天体物理学家。（但他没有参与这项研究。）
　　TESS——＂凌星系外行星勘测卫星＂——是一项美国航空航天局天体物理探索者任务，由位于马萨诸塞州波士顿都市区剑桥市的麻省理工学院牵头运作，由美国航空航天局的戈达德太空飞行中心管理。其他合作伙伴包括：位于弗吉尼亚州福尔斯彻奇市的诺斯洛普·格鲁门 公司、位于加州硅谷的美国航空航天局艾姆斯研究中心、位于马萨诸塞州剑桥市的哈佛-史密森天体物理中心、麻省理工学院林肯实验室、以及巴尔的摩的太空望远镜科学研究所……全世界有十几所大学、研究机构和天文观测站，都参与到这项任务中。
　　美国航空航天局的斯皮策空间望远镜已于2020年1月30日退役。但科学界仍在继续分析斯皮策传回的数据资料（资料保存在：位于加利福尼亚州帕萨迪纳市加州理工学院的IPAC的红外科学档案馆）。喷气推进实验室为位于华盛顿的美国航空航天局科学任务理事会工作，它负责斯皮策任务。在加州理工学院IPAC的斯皮策科学中心，进行着科学的研究运作。空间飞行器任务，由在科罗拉多州利特尔顿的洛克希德马丁太空公司承担。加州理工学院为美国航空航天局管理喷气推进实验室。
　　BY: Tony Greicius
　　FY: 椒椒
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