CI Tau b是一个矛盾的行星，但是关于它的质量，亮度和大气中的一氧化碳的新研究开始回答有关如何在一颗仅有200万年历史的恒星周围形成如此大的行星的问题。
在今天的美国天文学会会议上，莱斯大学的天文学家Christopher Johns-Krull和洛厄尔天文台的Lisa Prato介绍了近距离红外光谱分析来自CI Tau b(近轨道巨型系外行星)的光的结果，或者“热木星”，在距离它的母星约9个月的轨道上，距地球金牛座约450 光年。
“令人兴奋的是，我们能够直接探测到来自地球的光线，这是第一次为这颗年轻的恒星周围的近地行星所做的事情，”物理和天文学教授约翰斯 - 克鲁尔说。 - 一项研究的作者，该研究计划在AAS的天体物理学杂志上发表。“了解行星如何形成的最有价值的方法是研究行星，如CI Tau b，它们仍在形成或刚刚形成。”
几十年来，大多数天文学家认为像木星和土星这样的巨行星在1000万年或更长时间内远离它们的恒星。但是，几十个“热木星”的发现导致了新的理论模型，描述了这些行星可能形成的方式。
Johns-Krull表示，CI Tau b的年龄使其成为观察的理想候选者，使用浸入式光栅红外光谱仪(IGRINS)，这是一种独特的高分辨率仪器，用于观察麦当劳天文台2.7米Harlan J.的CI Tau b。史密斯望远镜和洛厄尔天文台的4.3米探测频道望远镜。
因为恒星中的每个原子元素和分子都从一组独特的波长发出光，所以天文学家可以寻找特定的特征或谱线，以查看一个元素是否存在于遥远的恒星或行星中。光谱线还可以显示恒星的温度和密度以及它移动的速度。
普拉托说，研究小组利用一氧化碳的光谱线来区分行星发出的光和附近恒星发出的光。
普拉托说：“这个星球上的许多光谱线也都在恒星中。” “如果行星和恒星都是静止的，它们的光谱线将全部融合在一起，我们就无法分辨出恒星是什么以及来自地球的是什么。但是因为行星迅速围绕恒星运行，它的线条我们可以减去恒星的直线，只看到来自行星的直线。从这些直线上，我们可以确定行星相对于恒星的亮度，它告诉我们它是如何形成的。“
CI Tau b研究的观测数据是用德克萨斯大学奥斯汀分校德克萨斯州戴维斯堡附近的麦克唐纳天文台的浸入式光栅红外光谱仪或IGRINS收集的。图片来源：Ethan Tweedie Photography
那是因为恒星或行星的亮度取决于它的大小和温度。
“直接观察证据证明CI Tau b的质量和亮度特别有用，因为我们也知道它围绕一颗非常年轻的恒星运行，”Rice博士说。学生Laura Flagg，即将进行的研究的主要作者。“我们发现的大多数热木星都是围绕着中年恒星运转.Ci Tau的年龄严格限制了模型的测试：他们可以在如此短的时间内生产出这么明亮的星球吗?”
Flagg对一氧化碳谱线的分析表明，CI Tau b的质量为11.6 Jupiters，比其母星暗约134倍。普拉托表示，它提供了强有力的证据，证明它是通过“热门启动”形成的，这是一个理论模型，描述了引力不稳定性如何能够比传统模型更快地形成巨行星。
普拉托说，这项新研究提供了一个独特的经验尺度来衡量竞争理论。
“在大约200万年前，CI Tau b是迄今为止最热的木星直接探测到的，”她说。“我们现在拥有它的质量和亮度 - 一个年轻的热木星唯一直接测量的质量和亮度 - 并且为行星形成模型提供了非常强大的测试。”
由研究共同作者，德克萨斯大学奥斯汀分校的Daniel Jaffe设计的IGRINS使用硅基衍射光栅来改善可从CI Tau等远距离物体观察到的近红外光谱带的分辨率和数量b及其母星。在研究过程中，IGRINS从麦克唐纳搬到洛厄尔。