银河系外的侨民:新发现的系外行星可能来自另一个星系

天文学家发现一颗奇特的系外行星,它围绕着一颗来自被吞噬星系的恒星运行

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在夜空中,我们几乎所有不用借助望远镜就能看到的东西都位于地球的宇宙邻域——银河系中。而且,在我们的太阳系之外发现的数百颗行星都围绕着银河系内的恒星运行;它们相对的接近程度允许进行仔细观察,从而识别出轨道伴星。

现在,一项新的研究在我们的银河系内又发现了一颗系外行星。但这颗行星似乎起源于另一个星系,那个星系在数十亿年前被银河系吞噬并融入其中。

这颗新发现的行星比木星略大,由德国海德堡马克斯·普朗克天文研究所(M.P.I.A.)和欧洲航天局的研究人员小组于11月18日在《科学》杂志在线宣布。该团队使用位于智利山顶的望远镜观察了HIP 13044,这是一颗距离我们太阳系约2000光年的老龄恒星。

这颗恒星显示出周期为16.2天的周期性摆动,研究人员推断,最合理的解释是一颗巨大的行星在其附近轨道运行的引力牵引。天文学家通过追踪恒星光的多普勒频移来发现绝大多数已知的系外行星。但是,根据惯例以其宿主恒星命名的新发现的HIP 13044 b的发现,出于几个原因令人惊讶。

其中之一是HIP 13044 b是第一个可验证的银河系外起源的系外行星。(2009年宣布初步探测到仙女座星系中可能存在一颗行星,但是该研究中使用的单次观测类型无法证实。)HIP 13044属于海尔米星流,这是一个星群,它以相似的、不寻常的轨道和成分延伸穿过银河系。海尔米星流在1999年被确定起源于一个小型星系,类似于人马座矮星系,该星系被更大的银河系吞噬。后来的研究发现,被吞噬的星系一定在六十亿到九十亿年前被吞噬。

另一个奇特之处是,这颗新行星的宿主恒星已经非常演化,已经经历了红巨星阶段,而我们的太阳将在大约五十亿年后进入这个阶段。当太阳变成红巨星时,它将膨胀到目前大小的许多倍,并且很可能会吞噬内太阳系的行星。但是HIP 13044 b紧贴其宿主恒星,完全在预计会被红巨星吞没的区域内,这意味着当恒星收缩时,它可能已从较早的、更宽的轨道向内迁移。研究人员推测,当恒星在其演化的下一阶段再次膨胀时,这颗行星可能会等待毁灭,届时它将变成所谓的渐近巨星分支星

此外,大多数已知的系外行星都围绕着至少与太阳一样金属的恒星运行——也就是说,它们富含比氢和氦更重的元素。但是HIP 13044及其海尔米星流的同伴恒星都非常贫金属。HIP 13044几乎与太阳一样大,但其金属丰度仅为我们行星宿主恒星的约1%,这使其成为已知拥有行星的最贫金属恒星。

“在当前的行星形成图中,您有核吸积情景——您需要重元素来形成行星胚胎,”M.P.I.A.的天文学家,研究合著者Rainer Klement说。“显然,这对我们现在发现的行星不起作用。”另一种称为圆盘不稳定性的理论机制将允许行星在不首先组装岩石核的情况下形成;HIP 13044 b的发现可以为该模型增加观测权重。“现在我们在一颗非常贫金属的恒星周围发现了一颗行星,并且必须有其他机制在起作用才能形成这颗行星,”Klement说。

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