HD-114082b 高密度氣態行星

[peter]

HD-114082b
https://www.tam.gov.taipei/News_Content.aspx?n=EF86D8AF23B9A85B&sms=F32C4FF0AC5C2801&s=AB78A078774EE49B
科學家發現一個木星大小的年輕系外行星HD-114082b，對其分析的結果顯示它與兩種常見的氣態巨行星都不相似，簡單地說，它太重了。德國馬克斯普朗克天文研究所的天文學家Olga Zakhozhay與他的研究團隊正在觀察一顆300光年外的系外行星，該行星僅有大約1500萬年的歷史，是迄今為止最年輕的系外行星之一，瞭解該星的性質有望推測行星的形成方式。


一般而言，我們透過兩種方法來全面理解系外行星，凌日法及徑向速度法。凌日法是當系外行星從其母恆星的前方經過時，恆星亮度會因此降低，我們只要知道這顆恆星原本有多亮，減光的程度及時間長度可以用於推測行星本身的半徑及公轉軌道半徑；徑向速度法則能透過恆星擺動的程度理解系外行星的質量；兩者結合則還能知道軌道傾角。


在近四年的時間內，研究人員分析了有關其母恆星及該行星的資料，行星HD-114082b的半徑與木星相當，但質量卻是木星的8倍，這意味著這顆系外行星的密度大約是地球的2倍，又或是木星的近10倍

然而這顆年輕系外行星的大小及質量都不可能是一顆超大型岩質行星，這種岩質行星的上限為3個地球半徑和25個地球質量，只要超過這個數值，天體的密度及行星的引力便能夠保留住大量的氫和氦來組成大氣層，很明顯HD-114082b已經超越了上述的數值，必定是一顆氣態巨行星，但天文學家仍不曉得這種數值的成因。


科學家認為巨大的行星可以透過兩種方式生成，分別稱為「冷啟動」或「熱啟動」，冷啟動是由環繞在原行星盤上的碎片一顆顆由靜電互相吸引，質量多了以後又被重力吸引，直到它的質量大到足以引發氫和氦的失控吸積，這種形成方式會有一顆岩石內核，外圍會有巨大的氣體層包覆，而氣體在向地核下落時會失去熱量，這也是被稱為冷啟動的原因。熱啟動也被稱為圓盤不穩定性，它被認為是發生在原行星盤上的一個不穩定旋轉區域在重力作用下直接坍縮成了一顆完整的行星，這種方法不存在岩石內核，而且氣體不會藉由墜落釋出重力位能，因此會保留更多熱量。


這兩種方法冷卻速率也不同，研究人員認為HD-114082b的性質不符合熱啟動模型，但即使套上冷啟動模型，它的體積還是太大了，除非它的核心異常脆弱，或是有其它未知的機制正在發生。這顆系外行星是我們所知的三顆小於3000萬歲的系外行星之一，這三顆都與冷啟動模型較為接近，但3是非常少的樣本數量，科學家需要發現更多這樣的行星來驗證他們的猜測，在那之前也許應該先將冷啟動模型更完善化，該研究發表於《天文學與天文物理學》期刊上

[peter]

https://technews.tw/2022/12/11/the-youngest-exoplanet-hd-114082b/

科學家發現木星大小的年輕系外行星 HD-114082b，分析結果顯示與兩種常見氣態巨行星都不像，簡單說它太重了。德國馬克斯普朗克天文研究所天文學家 Olga Zakhozhay 與研究團隊正在觀察一顆 300 光年的系外行星，僅約 1,500 萬年歷史，是迄今最年輕系外行星，了解其性質有望推測行星的形成方式。

一般透過兩種方法理解系外行星：凌日法及徑向速度法。凌日法是當系外行星從母恆星前方經過，恆星亮度會降低，只要知道這顆恆星原本有多亮、減光的程度及時間長度，就可推測行星半徑及公轉軌道半徑。徑向速度法則透過恆星擺動程度理解系外行星質量，兩者結合還能知道軌道傾角。

近四年研究人員分析母恆星及行星資料，HD-114082b半徑與木星相當，但質量卻是木星8倍，代表HD-114082b密度約地球2倍，或是木星近10倍。

然而年輕HD-114082b大小及質量都不可能是超大型岩質行星，岩質行星上限為3個地球半徑和25個地球質量，只要超過這數值，天體密度及行星引力便能留住大量氫和氦組成大氣層，很明顯HD-114082b超越此數值，必定是氣態巨行星，但天文學家仍不曉得HD-114082b數值的成因。

科學家認為巨大行星透過兩種方式形成，為「冷啟動」或「熱啟動」，冷啟動是由環繞原行星盤的碎片因靜電互相吸引，質量變大後又被重力吸引，直到質量大到足以引發氫和氦失控吸積，這方式會形成岩石內核，外圍有巨大氣體層包覆，氣體向地核下落時會失去熱量，就是稱為冷啟動的原因。熱啟動也稱為圓盤不穩定性，是發生在原行星盤不穩定旋轉區域在重力作用下直接坍縮成完整行星，這種方法沒有岩石內核，且氣體不會藉墜落釋放重力位能，會保留更多熱量。

兩種方法冷卻速率也不同，研究人員認為HD-114082b性質不符合熱啟動模型，但即使套用冷啟動模型，體積還是太大，除非核心異常脆弱或有未知機制發生。HD-114082b是我們所知三顆小於3,000萬歲的系外行星之一，都較接近冷啟動模型，但三顆是非常少的樣本量，科學家需要更多這種行星驗證猜測，之前也許應該更完善冷啟動模型。研究發表於《天文學與天文物理學》期刊。