天文學家首次測量到非常年輕系外行星的密度

由天體物理與行星科學研究所（Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie）和格勒諾布爾行星科學與天體物理研究所（Institute for Planetary sciences and Astrophysics, Grenoble）科學家領導的研究小組首次測量到一顆非常年輕系外行星的內部密度，該行星圍繞一顆新形成的，活躍恆星運行。 儘管恆星活動產生了噪音，但他們使用加拿大-法國-夏威夷望遠鏡的高精度徑向速度近紅外線分光光度計（SPectropolarimètre InfraRouge，簡稱 SPIRou） 成功實現這個目標。

顯微鏡座AU（AU Microscopii）星的壽命不超過二千二百萬年，也就是說，如果恆星的壽命對比人類的壽命，相當於出生後幾個月。因此，它非常年輕，就像它周圍的恆星系統一樣，擁有一顆稱為顯微鏡座AU b的氣態巨大行星。

最初由美國太空總暑的凌日系外行星巡天衛星檢測到的顯微鏡座AU b的質量和密度，使用高精度徑向速度近紅外線分光光度計確定，它們與海王星非常相似，後者的年齡已經超過四十億年。但是，系外行星的軌道只是海王星離太陽的軌道的四百五十分之一，它的大氣溫度約為攝氏三百度，因此屬於熱海王星族。

顯微鏡座AU星很年輕，因此非常活躍，它會產生非常強的磁場，因此很難分析顯微鏡座AU b訊號。儘管顯微鏡座AU的活動產生噪音，但高精度徑向速度近紅外線分光光度計的高性能，以及天體物理與行星科學研究所和格勒諾布爾行星科學與天體物理研究所的科學家所做的工作，最終確定這顆系外行星的質量和密度。

這是天文學家首次使用高精度徑向速度近紅外線分光光度計，成功測量不到二億年歷史的系外行星的質量和半徑（半徑數據由於凌日系外行星巡天衛星偵測確認）。它也是第一顆由高精度徑向速度近紅外線分光光度計測量質量的系外行星，高精度徑向速度近紅外線分光光度計是在法國團隊的監督下設計和製造的新一代儀器，最近安裝在加拿大-法國-夏威夷望遠鏡上。

在最近發表的其它三項研究，與高精度徑向速度近紅外線分光光度計相關的研究團隊也證實這種新儀器的無與倫比的性能，並研究了顯微鏡座AU b的另一個軌道傾斜度的特性與恆星的赤道面高度吻合，顯示它的形成未曾受過其它大質量天體的影響。

所有這些發現提供的其它數據，將有助科學家完善行星形成和演化模型。

【圖、文：節譯自法國國家科學研究中心2021年2月2日新聞公佈】研究全文刊登在2020年12月8日出版的英國《皇家天文學會月報》