Planet Discovery 揭示不同步的雙星系統

由氣體和塵埃組成的原行星盤在年輕恒星周圍形成，這就是行星的來源。

這些磁盤不會永遠存在。最終，恒星的能量輸出通過光蒸發消散了圓盤，物質被行星吸收，行星形成過程停止。

預計所有年輕的恒星都有原行星盤，這些塵埃環境使得很難看到年輕行星的形成。

天文學家最近觀測到一顆具有獨立盤的雙星。主恒星已經清除了它塵土飛揚的原行星盤，而它的伴星還沒有。現在，這顆主恒星已經清除了遮蔽的塵埃，它是直接對行星進行成像的絕佳目標。

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該研究的標題為”在太陽系尺度上繞軌道運行的年輕巨行星的直接成像發現“，它發表在天文學和天體物理學.主要作者是 Tomas Stolker。他是荷蘭萊頓大學萊頓天文臺的天文學家助理教授。

這個雙星系統被稱為 HD 135344 AB，它距離地球約 440 光年。A 和 B 都是年輕的恒星，它們彼此繞行很廣，這表明它們的原行星盤是分開演化的。主星是 A 型主序星，次星是 F 型主序星。

這個雙星系統的關鍵方面是主星已經清除了它的原行星盤，而次星則沒有。

這顆次星已經被研究了幾十年，主要是因為它仍在形成行星。觀測揭示了盤中的中心腔、旋臂和可變陰影，所有這些特征都表明行星與盤相互作用，即使任何實際的行星都被厚厚的塵埃遮擋在觀測之外。

另一方面，主星似乎沒有盤，也沒有引起太多關注。然而，缺乏塵埃使其成為尋找系外行星的重要地點。

在這項新研究中，該團隊使用了甚大型望遠鏡（VLT）及其球系外行星儀器直接對圍繞主星 HD 135344 A 運行的行星進行成像。我們花了四年時間用強大的儀器進行專門的觀測，才發現了它。

“星 A 從未被調查過，因為它不包含磁盤。我和我的同事們都很好奇它是否已經形成了一顆行星，“斯托爾克在新聞稿.

“所以，經過四年的仔細測量和一些運氣，答案是肯定的。”

使用 VLT 及其 SPHERE 儀器檢測 HD 135344 Ab。其中 4 張圖像來自其紅外雙成像和光譜儀，2 張來自其積分場光譜儀。這顆行星是向西方向（即向右）看到的。（VLT/SPHERE;Stolker 等人，2025 年。A&A）

HD 135344 Ab 是一顆年輕的行星，大約有 10木星群眾。它的軌道距離恒星 15-20 個天文單位，其光譜類型為 mid-L，這意味著它彌合了褐矮星或氣態巨行星之間的差距。它的年齡不超過 1200 萬年，是最近最年輕的直接成像行星之一。

主星已經停止形成行星，而次星仍在形成行星的事實表明，雙星可以具有不同的行星形成和原行星盤壽命。

當他們第一次探測到這顆行星時，尚不清楚它是行星還是恒星。但 VLT 是一款功能強大且靈活的望遠鏡。它由四個獨立但相同的示波器和四個較小的輔助示波器組成，前者可用作干涉儀，后者可以獨立定位。

這使得 VLT 和 SPHERE 能夠非常準確地繪制行星的位置。隨著時間的推移，他們看到這顆恒星和疑似行星一起移動，證實了它是一顆行星。

這張圖顯示了天文學家如何確定這顆新行星不是另一顆恒星。它顯示這顆行星主要向東移動，而背景源則向東北移動。交叉顯示了 HD 135344 Ab 的位置，它向東移動。彩色圓圈顯示可疑背景源在 IRDIS 視野中的位置，這些位置由紀元之間的虛線連接。虛線顯示固定背景源的軌道。（Stolker 等人，2025 年。A&A）

“不過，我們很幸運，”Stolker 說。“行星和恒星之間的角度現在非常小，以至于 SPHERE 幾乎無法檢測到這顆行星。”

觀測和成像系外行星是一項極其艱巨的任務。大多數系外行星的發現都是從觀測數據中推斷出來的，并附有藝術家的插圖，這些插圖是對數據的解釋。雖然 HD 135344 Ab 的圖像沒有顯示任何行星細節，但它們是直接圖像而不是表示。

研究人員表示，這顆行星可能形成于其太陽系的雪線附近。科學家們認為，這是巨行星形成的關鍵區域。

那里有不同的材料，因為水、氨和甲烷等揮發物在那里是固體而不是氣體。對可用固體表面的集體提升意味著塵埃顆粒更容易粘在一起并最終長成行星。

確定這顆行星不是背景恒星是一項挑戰，因為背景恒星阻礙了系外行星的直接成像。Gaia 天體測量數據在其中起著重要作用。

作者解釋說：“這項研究還強調了高精度天體測量的重要性，以便在非靜止背景恒星區域中將軌道與背景運動完全分離。

但這也需要一些幸運的時機。“然而，HD 135344 Ab 的發現很大一部分運氣，因為我們沿著其傾斜的軌道以有利的分離捕捉到了這顆行星，”作者在結論中寫道。

“在未來 10 到 20 年里，與恒星的角度分離將減少到 ≈10-35 mas，這意味著這顆行星在其軌道的大部分時間里都不會被 SPHERE 發現。”

直接成像調查顯示，像這樣的巨行星在距離更寬的 20 au 或更大范圍內很少見。當歐洲航天局的蓋亞天文測量任務于 2026 年發布其第四個數據集時，預計對這些行星的較短間隔探測將會增加。這些數據將指導直接對更多系外行星進行成像。

研究人員解釋說：“Gaia DR4 可能會揭示恒星形成區域中類似近鄰巨行星的跡象，這將指導直接成像搜索和后處理算法。

作者寫道：“HD 135344 Ab可能是在雪線附近形成的巨行星種群的一部分。

“由于大多數調查和觀測策略尚未針對如此小的分離進行優化，因此這些天體仍然難以探測。”