在过去四年中，智利安第斯山脉望远镜上的一种仪器 - 被称为双子座行星成像仪 - 已经将目光投向了531颗恒星以寻找新的行星。由斯坦福大学领导的这个团队现在正在发布6月12日发表在“ 天文学杂志”上的调查上半部分的初步结果。
该调查描绘了围绕这300颗恒星运行的六颗行星和三颗褐矮星，并提供了关于类木星行星的新细节，这可能影响关于地球如何形成并变得适合居住的理论。
“在过去的二十年里，天文学家已经发现所有这些太阳系都与我们的系统完全不同，”斯坦福大学人文与科学学院物理学教授布鲁斯麦德林说。“我们最终想要了解的问题是：那里有生命的，类似地球的行星吗?回答这个问题的一种方法是了解其他太阳系是如何形成的。”
与其他行星狩猎技术不同，它依赖于寻找行星的迹象 - 就像它的引力对母星的影响 -而不是行星本身，双子座行星成像仪拍摄直接图像，从眩光中挑选出微弱的行星明星一百万倍的明亮。
“我们太阳系中的巨行星居住在地球轨道距离的5到30倍之间，这是我们第一次探测其他恒星周围的类似区域，”卡夫利粒子天体物理研究所的研究科学家Eric Nielsen说。和宇宙学以及论文的主要作者。“能够开始在一些邻近恒星的外太阳系中对比木星更大的行星进行人口普查，这真是令人兴奋。”
也许一个特殊的系统
大多数其他技术探测太阳系的内部。但Gemini Planet Imager特别专注于大型，年轻且远离其轨道恒星的系外行星。在我们的太阳系中，外部部分是巨行星的家园。Gemini Planet Imager帮助研究人员更好地了解其他太阳系是否有像木星这样的行星。然而，虽然双子座行星成像仪是最敏感的行星成像仪之一，但仍有物体躲避它，而这个团队目前可以看到的行星是那些超过木星质量两倍的行星。
在调查的前半部分，Gemini Planet Imager发现的系外行星比研究人员预期的少。然而，他们确实看到的系外行星造成了他们最强烈的结果之一：六颗行星中的每一颗都绕着一颗大而明亮的恒星运行 - 尽管行星在微弱的恒星附近更容易看到。这最终表明，宽轨道巨行星在高质量恒星周围更为常见，质量至少是太阳的1.5倍。与此同时，对于类似太阳的恒星，木星的大型表兄弟比美国宇航局的开普勒之类的任务中发现的靠近恒星的小行星要罕见得多。
“鉴于我们和其他调查目前所见，我们的太阳系看起来不像其他太阳能系统，”Macintosh说。“我们没有尽可能多的行星像太阳那样靠近太阳，我们现在有一些初步的证据表明我们可能很少见的另一种方式就是拥有这种类型的木星和行星。”
虽然精确的木星等效系外行星超出了它们的仪器范围，但在这300颗恒星周围没有发现木星般的暗示，这使得我们的木星特殊。
调查的前半部分的另一个结果是，褐色矮星物体比行星大但比星星小 - 是与行星非常不同的种群。这可能指向这类物体的不同形成机制，这表明褐矮星与超大尺寸行星更类似于失败的恒星。
结合其他技术，本文确定了一颗恒星的距离，在这颗恒星上，巨行星的数量从增加到减少 - 大约在5到10个天文单位(一个天文单位是从太阳到地球的距离)。
“中间地区可能是你最有可能在其他恒星周围找到比木星更大的行星的地方，”尼尔森补充说，“这非常有趣，因为这是我们在自己的太阳系中看到木星和土星的地方。”
所有这三个主要发现都支持这样的假设：巨行星可能通过固体核心周围的颗粒堆积而形成“自下而上”，而褐矮星则可能由于气体和尘埃盘中巨大的重力不稳定而形成“自上而下”。太阳系发展的地方。
努力前往地球
双子座行星成像仪系外行星测量仪(GPIES)在2019年1月观测了它的第531枚也是最后一颗新星。双子座行星成像仪团队正在努力使该仪器对靠近太阳的轨道上更小，更冷的系外行星更敏感。与此同时，能够间接观察那些系外行星的调查正在将其敏感性向外移动。在不久的将来，两人应该在太空的角落召开会议，像我们这样的太阳系仍然可以隐藏。无论什么仪器是第一个能够直接观察类似地球世界的仪器，Macintosh想象它至少在某种程度上将成为Gemini Planet Imager的后代。
“现在，我们看到这些行星是模糊的，红色的斑点。总有一天，它将是一个模糊的蓝色斑点。而那个小小的，模糊的，蓝色的斑点将成为一个地球，”Macintosh说。“到达地球将需要大约20年的空间任务。但是当它飞行时，它将使用像我们建造的光谱仪和我们所拥有的可变形镜子以及我们编写的代码行的软件“。
更为直接的是，GPIES团队成员计划发布有关调查的其他结果，包括他们收集的有关他们所看到的系外行星大气层的信息，并完成对调查后半期获得的数据的分析。
“我在四年半前帮助拍摄了第一张GPIES行星搜索图像，”卡夫利粒子天体物理和宇宙学研究所的研究科学家，该论文的共同作者罗伯特德罗莎说，他花了很多夜时观察智利的Gemini Planet Imager和斯坦福的远程。“看到它即将结束令人苦恼。”