古希臘哲學(xué)家亞里士多德曾認為，時間沒有起點也沒有終點，我們的地球理應(yīng)是無限老的；古印度的學(xué)者認為，宇宙有起點和終點，但它是循環(huán)往復(fù)周而復(fù)始的，這一輪的地球應(yīng)該已經(jīng)存在了將近 20 億年；而中世紀的一些神學(xué)家則搬出了圣經(jīng)，經(jīng)過一番推敲，他們認為地球的年齡應(yīng)該只有幾千年。由此可見，如果沒有一套科學(xué)的方法，僅僅是地球年齡的問題人們都沒法達成共識，就更別提研究宇宙了。
后來科學(xué)家們開始從自然中尋找線索，并得出了各種各樣的數(shù)值。而現(xiàn)如今，隨著測量手段的不斷改進，人們對地球年齡的估計變得越來越精確。根據(jù)放射性元素測量推算，如今地球年齡應(yīng)該在 45.4 億歲上下。
假設(shè)當(dāng)初地球是隨太陽一同誕生的，那么可以認為今天的太陽差不多也應(yīng)該是這個歲數(shù)。當(dāng)把這個歲數(shù)連同太陽的各項數(shù)據(jù)代入理論并建立模型，于是我們便對恒星這種天體開始有了初步的認識。從此，即使面對一顆若干光年外的恒星，我們也能根據(jù)理論模型推算出其大致年齡。知道了恒星的年齡，它周圍行星的年齡自然也就知道了，這就是目前我們獲知系外行星年齡的大致方法。
上回我們介紹了一顆位于古老的球狀星團中的系外行星，它與其母恒星一同誕生于大爆炸后 10 億年的宇宙黎明時期，以接近 128 億歲的高齡成為目前人類已觀測到的最古老行星。最古老的行星已經(jīng)上百億歲，那最年輕的行星有多年輕呢？
要尋找最年輕的行星，它的宿主恒星必須得足夠年輕。之前說過，老年恒星很多都位于球狀星團這種恒星的“養(yǎng)老院”，與之對應(yīng)，要想尋找年輕恒星，那肯定得到恒星的“幼兒園”疏散星團中去看一看。
然而疏散星團說它是“幼兒園”都有點過，實際上它頂多只能算是恒星的“搖籃”。在內(nèi)部動力學(xué)和外部潮汐力的作用下，大部分疏散星團很快會被瓦解。雖然星團被瓦解，但是里面的恒星寶寶們大多還保持著隊形，此時的結(jié)構(gòu)被稱為星協(xié)。對于那些主要由 O 型和 B 型大質(zhì)量恒星組成的星協(xié)，人們稱其為“OB 星協(xié)”。
2016 年，通過開普勒望遠鏡，天文學(xué)家在距離地球最近的 OB 星協(xié) —— 天蝎-半人馬星協(xié)中發(fā)現(xiàn)了一顆年輕恒星 ——K2-33。雖然位于的是 OB 星協(xié)，但 K2-33 的質(zhì)量并不大（只有半個太陽），算是一顆 M 型矮星。
對于這里的不少小恒星來說，它們的原行星盤已經(jīng)消散。沒有了“胎盤”，意味著它們可能已經(jīng)成功“分娩”出了自己的行星孩子。果不其然，通過凌星法，人們在 K2-33 身邊還真就發(fā)現(xiàn)了一顆海王星大小的行星 ——K2-33 b。
一般來說，恒星越小“胎盤”也就越小，從而“孩子”的個頭通常也不會太大?？墒沁@顆恒星呢，雖然自己不大，但孩子的個頭卻不小。那是一顆擁有 3.7 倍木星質(zhì)量、5 倍地球半徑的巨行星。
而且這顆巨行星離母恒星還非常近，只有 0.04 個天文單位，幾乎是水星到太陽的 1/10。在這種近距離情況下，行星的個頭通常只有地球大小。所以這預(yù)示著這顆行星雖然已經(jīng)“降生”，但是有點“嬰兒肥”，后續(xù)可能還要再經(jīng)歷一個“減肥”階段。比如在恒星風(fēng)的作用下，它的外層大氣會被逐漸吹走。
根據(jù)行星形成的標準模型，這種行星各方面如果要發(fā)育“成熟”的話，沒個上千萬年肯定下不來。而通過模型計算，這顆行星的年齡大約只有 930 萬年。在地球這個已經(jīng) 45 億歲的“老同志”眼中，它已經(jīng)不是“年輕人”了，這完全就是個還沒滿月的“新生兒”。
一個 930 萬年的“新生兒”多少還能理解，但面對一個 200 萬年的“早產(chǎn)兒”，科學(xué)家又該如何應(yīng)對呢？
金牛 T 星（TTS）是一種還未進入主序星階段正在形成中的變星，通常年齡不到一千萬年。金牛 V830 就是這樣的一顆僅有 200 萬年歷史的前主序星恒星。這顆恒星的質(zhì)量與太陽相當(dāng)，但半徑足有太陽的兩倍，所以推測它目前仍處于向內(nèi)收縮階段。但與大部分金牛 T 星不同的是，金牛 V830 貌似沒有明顯的星周盤。缺乏原行星盤，意味著這里的行星可能已經(jīng)早于恒星誕生出來。
果不其然，就在發(fā)現(xiàn) K2-33 b 的同一年，通過徑向速度法，天文學(xué)家確認在金牛 V830 附近確實存在一顆行星 —— 金牛 V830 b。和 K2-33 b 類似，金牛 V830 b 同樣是一顆距離恒星非常近的大行星，距離恒星 0.057 個天文單位，并且有著 0.77 倍的木星質(zhì)量。
對于這種緊挨著恒星，同時個頭還非常大的行星，人們稱其為“熱木星”。
雖然在成熟的類太陽恒星周圍已經(jīng)發(fā)現(xiàn)過不少的熱木星，但在如此年輕的恒星周圍的熱木星實屬罕見。一個是因為年輕恒星的磁場活動非常強，這會干擾徑向速度的信號導(dǎo)致觀測困難；另一個是很多熱木星當(dāng)初誕生的時候其實距離恒星比較遠，它們是后來遷移到恒星跟前的，而這種遷移通常需要上億年的漫長時間，這對于剛形成的行星來說時間根本不夠。而且這種遷移一般還需要借助伴星或者其他行星的協(xié)助，僅憑行星一己之力恐怕不太行。
難道人家就不能直接在恒星跟前形成嗎？這個通常來說很難。因為離恒星近溫度高啊，這樣物質(zhì)就很難保持固態(tài)，加上太陽風(fēng)再玩命地那么一吹…… 可想而知。而且作為一顆行星引力極其有限，搶資源你根本搶不過人家恒星，沒那個能力，知道吧。要不說內(nèi)太陽系的水、金、地、火為啥都是巖質(zhì)行星呢。
另外，就算你通過某種手段，拼死拼活地搶過來一批資源，那你也要擔(dān)心自己會不會落入恒星的“圈套”，別回頭直接被人家一口吞掉了。畢竟“常在河邊走，哪有不濕鞋”，在這么個大引力源身邊，稍有不慎就可能萬劫不復(fù)。
那這些“巨嬰”究竟是怎么出現(xiàn)在恒星面前的呢？
首先，當(dāng)然不排除在當(dāng)前位置直接形成的可能性。雖然獲取資源很困難，但是星周盤的磁場可能會在防止行星落入恒星方面起到一定作用。除此之外，行星或許有使其在短時間內(nèi)完成遷移的其他機制，比如與原行星盤的相互作用可能自發(fā)地導(dǎo)致其軌道遷移。當(dāng)然，這些只是初步的猜測，這方面的研究目前仍在進行中。
總之，對熱木星尤其是年輕恒星周圍的熱木星的研究，不僅能幫助完善行星形成理論，同時它也是我們理解包括太陽系在內(nèi)整個行星系統(tǒng)是如何形成的關(guān)鍵一環(huán)。
本文來自微信公眾號：Linvo 說宇宙 （ID：linvo001），作者：Linvo
廣告聲明：文內(nèi)含有的對外跳轉(zhuǎn)鏈接（包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式），用于傳遞更多信息，節(jié)省甄選時間，結(jié)果僅供參考，IT之家所有文章均包含本聲明。