小恒星可能拥有比以前想象的更大的行星
根据 UCL(伦敦大学学院)和英国伦敦大学领导的一项新研究，质量不到太阳一半的恒星能够拥有巨大的木星型行星，这与最广泛接受的关于此类行星如何形成的理论相冲突沃里克研究人员。
与其他行星一样，气态巨行星由年轻恒星周围的物质盘形成。根据核心吸积理论，它们首先形成一个由岩石、冰和其他重固体组成的核心，一旦这个核心足够大(大约是地球的 15 到 20 倍)，就会吸引外层的气体。
然而，低质量恒星有低质量的圆盘，模型预测，这些圆盘不会提供足够的物质以这种方式形成气态巨行星，或者至少在圆盘破裂之前速度不够快。
在这项由英国科学技术设施委员会 (STFC) 资助的皇家天文学会月刊(MNRAS) 上接受发表的研究中，研究人员利用 NASA 凌日系外行星勘测卫星的观测结果观察了 91,306 颗低质量恒星(TESS)，并在 15 个案例中发现对应于从恒星前方经过的气态巨行星的光亮度下降。
此后，15 颗潜在巨行星中有 5 颗已通过独立方法确认为行星。其中一颗已确认的行星围绕着一颗质量为太阳五分之一的恒星运行——根据行星形成模型，这是不可能的。
主要作者埃德·布莱恩特博士(伦敦大学学院大盾空间科学实验室，前身为华威大学)作为博士的一部分发起了这项工作，他说：“低质量恒星比我们想象的更容易形成巨行星。我们的结果对行星形成模型提出了严肃的问题。特别是，我们探测到围绕恒星运行的气体巨行星的质量仅为太阳质量的 20%，这与当前的理论存在冲突。”
合著者 Vincent Van Eylen 博士(伦敦大学学院大盾空间科学实验室)：“虽然气体巨星在低质量恒星周围确实存在，但这种情况虽然罕见，但这一事实是一个出乎意料的发现，这意味着需要修改行星形成模型。 ”
一种可能的解释是，气态巨行星不是通过核心吸积形成的，而是通过引力不稳定性形成的，在引力不稳定性中，恒星周围的圆盘碎裂成行星大小的尘埃和气体团块。如果是这样的话，低质量恒星可能拥有非常大的气体巨星，其质量是木星的两到三倍。然而，这被认为不太可能，因为低质量恒星周围的圆盘似乎没有大到足以以这种方式碎裂。
研究人员说，另一种解释是，天文学家低估了恒星盘的质量，这意味着小恒星毕竟可以通过核心吸积形成巨行星。
这可能是因为我们错误地计算了我们可以通过望远镜观察到的圆盘质量，或者是因为圆盘在恒星生命开始时具有更大的质量，当它们很难观察时(因为它们嵌入尘埃云中) )，与我们在恒星生命后期可以观察到它们的时间相比。
共同作者 Dan Bayliss 博士(华威大学)说：“我们可能并不像我们认为的那样了解这些原行星盘的质量。詹姆斯·韦伯太空望远镜等强大的新仪器将能够更详细地研究这些圆盘的特性。”
在他们的论文中，研究人员试图确定巨行星在低质量恒星周围出现的频率，测试这种出现率是否符合核心吸积模型的预测。
他们使用一种算法来识别低质量恒星发出的光中凌日气态巨行星的信号。然后他们审查了这些信号，排除了一些误报。
为了确定他们的方法探测到围绕这些恒星运行的实际气态巨行星的可能性有多大，他们在实际的 TESS 星光数据中插入了数千个凌日行星信号的模拟，然后运行他们的算法以查看将探测到这些行星中的多少。
现在，研究人员正在努力确认(或排除)他们确定的 15 颗候选行星中的 9 颗行星(到目前为止，已有 5 颗行星被确认为行星，其中一颗为假阳性)。这些候选者可能是伴星，或者亮度下降可能还有其他原因。该团队将通过寻找主星位置的“摆动”来推断这些物体的质量，这表明可能存在行星的引力牵引力。这种摆动可以通过星光的光谱分析来检测——测量不同的光带以追踪恒星远离我们或靠近我们的运动。
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