Planet Discovery 揭示不同步的双星系统

由气体和尘埃组成的原行星盘在年轻恒星周围形成，这就是行星的来源。

这些磁盘不会永远存在。最终，恒星的能量输出通过光蒸发消散了圆盘，物质被行星吸收，行星形成过程停止。

预计所有年轻的恒星都有原行星盘，这些尘埃环境使得很难看到年轻行星的形成。

天文学家最近观测到一颗具有独立盘的双星。主恒星已经清除了它尘土飞扬的原行星盘，而它的伴星还没有。现在，这颗主恒星已经清除了遮蔽的尘埃，它是直接对行星进行成像的绝佳目标。

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该研究的标题为”在太阳系尺度上绕轨道运行的年轻巨行星的直接成像发现“，它发表在天文学和天体物理学.主要作者是 Tomas Stolker。他是荷兰莱顿大学莱顿天文台的天文学家助理教授。

这个双星系统被称为 HD 135344 AB，它距离地球约 440 光年。A 和 B 都是年轻的恒星，它们彼此绕行很广，这表明它们的原行星盘是分开演化的。主星是 A 型主序星，次星是 F 型主序星。

这个双星系统的关键方面是主星已经清除了它的原行星盘，而次星则没有。

这颗次星已经被研究了几十年，主要是因为它仍在形成行星。观测揭示了盘中的中心腔、旋臂和可变阴影，所有这些特征都表明行星与盘相互作用，即使任何实际的行星都被厚厚的尘埃遮挡在观测之外。

另一方面，主星似乎没有盘，也没有引起太多关注。然而，缺乏尘埃使其成为寻找系外行星的重要地点。

在这项新研究中，该团队使用了甚大型望远镜（VLT）及其球系外行星仪器直接对围绕主星 HD 135344 A 运行的行星进行成像。我们花了四年时间用强大的仪器进行专门的观测，才发现了它。

“星 A 从未被调查过，因为它不包含磁盘。我和我的同事们都很好奇它是否已经形成了一颗行星，“斯托尔克在新闻稿.

“所以，经过四年的仔细测量和一些运气，答案是肯定的。”

使用 VLT 及其 SPHERE 仪器检测 HD 135344 Ab。其中 4 张图像来自其红外双成像和光谱仪，2 张来自其积分场光谱仪。这颗行星是向西方向（即向右）看到的。（VLT/SPHERE;Stolker 等人，2025 年。A&A）

HD 135344 Ab 是一颗年轻的行星，大约有 10木星群众。它的轨道距离恒星 15-20 个天文单位，其光谱类型为 mid-L，这意味着它弥合了褐矮星或气态巨行星之间的差距。它的年龄不超过 1200 万年，是最近最年轻的直接成像行星之一。

主星已经停止形成行星，而次星仍在形成行星的事实表明，双星可以具有不同的行星形成和原行星盘寿命。

当他们第一次探测到这颗行星时，尚不清楚它是行星还是恒星。但 VLT 是一款功能强大且灵活的望远镜。它由四个独立但相同的示波器和四个较小的辅助示波器组成，前者可用作干涉仪，后者可以独立定位。

这使得 VLT 和 SPHERE 能够非常准确地绘制行星的位置。随着时间的推移，他们看到这颗恒星和疑似行星一起移动，证实了它是一颗行星。

这张图显示了天文学家如何确定这颗新行星不是另一颗恒星。它显示这颗行星主要向东移动，而背景源则向东北移动。交叉显示了 HD 135344 Ab 的位置，它向东移动。彩色圆圈显示可疑背景源在 IRDIS 视野中的位置，这些位置由纪元之间的虚线连接。虚线显示固定背景源的轨道。（Stolker 等人，2025 年。A&A）

“不过，我们很幸运，”Stolker 说。“行星和恒星之间的角度现在非常小，以至于 SPHERE 几乎无法检测到这颗行星。”

观测和成像系外行星是一项极其艰巨的任务。大多数系外行星的发现都是从观测数据中推断出来的，并附有艺术家的插图，这些插图是对数据的解释。虽然 HD 135344 Ab 的图像没有显示任何行星细节，但它们是直接图像而不是表示。

研究人员表示，这颗行星可能形成于其太阳系的雪线附近。科学家们认为，这是巨行星形成的关键区域。

那里有不同的材料，因为水、氨和甲烷等挥发物在那里是固体而不是气体。对可用固体表面的集体提升意味着尘埃颗粒更容易粘在一起并最终长成行星。

确定这颗行星不是背景恒星是一项挑战，因为背景恒星阻碍了系外行星的直接成像。Gaia 天体测量数据在其中起着重要作用。

作者解释说：“这项研究还强调了高精度天体测量的重要性，以便在非静止背景恒星区域中将轨道与背景运动完全分离。

但这也需要一些幸运的时机。“然而，HD 135344 Ab 的发现很大一部分运气，因为我们沿着其倾斜的轨道以有利的分离捕捉到了这颗行星，”作者在结论中写道。

“在未来 10 到 20 年里，与恒星的角度分离将减少到 ≈10-35 mas，这意味着这颗行星在其轨道的大部分时间里都不会被 SPHERE 发现。”

直接成像调查显示，像这样的巨行星在距离更宽的 20 au 或更大范围内很少见。当欧洲航天局的盖亚天文测量任务于 2026 年发布其第四个数据集时，预计对这些行星的较短间隔探测将会增加。这些数据将指导直接对更多系外行星进行成像。

研究人员解释说：“Gaia DR4 可能会揭示恒星形成区域中类似近邻巨行星的迹象，这将指导直接成像搜索和后处理算法。

作者写道：“HD 135344 Ab可能是在雪线附近形成的巨行星种群的一部分。

“由于大多数调查和观测策略尚未针对如此小的分离进行优化，因此这些天体仍然难以探测。”