热木星可与其他行星和谐共存

天文在线 2025-01-30 09:10:38

WASP-132 系统已知拥有 WASP-132b(位于前景中),这是一颗围绕 K 型恒星运行的热木星,公转周期为 7.1 天。新的数据确认该系统还有更多行星,包括一颗位于内轨道的超级地球(在图中正从橙色母星前方凌日)。在右上角附近,还可以看到一个淡蓝色的小点,那是新发现的巨行星 WASP-132d,位于该系统的外围。

热木星可以与其他行星共存

系外行星有多种形式,其中一种特殊类型——热木星,最近引起了天文学家的关注。它们通常围绕母恒星极近的轨道运行,公转周期仅需几天甚至几个小时。人们曾认为,它们是从更远的地方迁移过来的,在此过程中会“欺负”其他行星——有时将它们抛入恒星,有时直接将它们甩出整个星系。

然而,一项新的研究表明,它们的演化过程可能并不像想象中那样剧烈。研究人员在一个系统中发现了一颗热木星,同时还有一颗超级地球和一颗冰巨行星,这表明热木星可以与其他行星共存。

热木星:炽热的气态巨行星

热木星是一类系外行星,顾名思义,它们与我们的行星邻居木星相似。它们同样是气态巨行星,但相似之处仅限于此。热木星的温度极高,并且围绕母恒星的轨道极近。与木星需要 12 年完成一次公转相比,热木星通常只需几天即可完成一次轨道运行。

母恒星释放的强烈辐射和高温加热会使这些行星的高层大气温度超过 1,000°C,并导致行星的体积膨胀,远超预期大小。

热木星:炽热的气态巨行星

热木星是一类系外行星,顾名思义,它们与我们的行星邻居木星相似。它们同样是气态巨行星,但相似之处仅限于此。热木星的温度极高,并且围绕母恒星的轨道极近。与木星需要 12 年完成一次公转相比,热木星通常只需几天即可完成一次轨道运行。

母恒星释放的强烈辐射和高温加热会使这些行星的高层大气温度超过 1,000°C,并导致行星的体积膨胀,远超预期大小。

这幅艺术想象图展示了一颗类似木星的系外行星,它正处于演化为热木星的过程中——一颗围绕母恒星极近轨道运行的大型气态巨行星。

图片来源:NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva

然而,这一观念现在受到了挑战!由日内瓦大学(UNIGE)理学院天文学系领导,并与伯尔尼大学(UNIBE)、苏黎世大学(UZH)及其他机构合作的天文学家团队提出了另一种模型。他们宣布发现了一个多行星系统,其中包含一颗热木星、一颗位于内轨道的超级地球,以及另一颗类似传统气态巨行星的外轨道气态行星。

这一发现表明,可能存在另一种行星迁移模型,使得该行星系统得以保持稳定并共存。

利用对 400 多光年外的 WASP-132 进行的光度测量,数据显示 WASP-132b 的质量为 0.41 个木星质量,公转周期仅为 7.1 天。2022 年,位于拉西拉天文台的 HARPS 光谱仪测量结果表明,这颗超级地球的质量约为地球的 6 倍。

目前,该系统的分析仍在进行中,测量数据正在进一步优化。盖亚(Gaia)卫星正在精确测量恒星位置的微小变化,以更准确地确定行星的质量和轨道参数。

艺术家对盖亚探测器探测遥远恒星系统人造信号的印象图。在这个同步方案中,恒星系统的居民在目睹超新星爆发后不久便发出信号,而地球上的天文望远镜也几乎同时观测到了此次超新星爆发。(图片来源:Danielle Futselaar / Breakthrough Listen)

这表明,现有的气态巨行星轨道运行迁移模型可能并不完整。相反,它暗示着一个更加“冷静”的迁移路径,以及气态巨行星在热木星原行星盘中的旅程,可能远比想象中温和。目前,模型的修正方向仍需进一步探讨,但对这一系统的进一步测量将会帮助人们理解,同时对类似系统的搜索工作也正在进行中。

盖亚(Gaia)是欧洲航天局(ESA)的一颗空间天文台,于2013年发射,计划运行至2025年3月。该探测器为天体测量学而生,旨在以前所未有的精度测量恒星的位置、距离和运动,并通过研究恒星的属性(如视星等和颜色)间接测量它们所围绕的系外行星的位置。盖亚的任务目标是构建到目前为止规模最大、精度最高的三维太空目录,涵盖约10亿个天体——主要是恒星,还包括行星、彗星、小行星和类星体等。

为了研究目标天体的精确位置和运动,探测器在五年标称任务期间(2014-2019)对每个目标天体进行了约70次观测,并在任务延期期间也进行了大致相同次数的观测。任务延期,是因为探测器的检测器性能退化并没有预期中迅速。截至2023年3月,探测器拥有足够的微推进燃料,能够运行至2025年第二季度。盖亚观测的目标是星等亮度在20等以内的天体,覆盖从近紫外到近红外的扩展可见光谱范围;这样的天体约占银河系天体总数的1%。此外,盖亚预计通过天体测量法探测到数千到数万颗太阳系外类木星系外行星、50万颗银河系外的类星体和太阳系内的数万颗已知或新发现的小行星和彗星。

盖亚探测器是欧洲航天局研制并发射的一颗空间科学卫星,也是一架空间望远镜。

“盖亚”探测器目标是以前所未有的精度对银河系中的10亿颗恒星进行观测,测量其位置,距离和运动,用于获取有关暗物质和暗能量的线索。(百度百科)

synchronization scheme(同步方案) 通常指的是一种方法、机制或框架,用于在不同的事件、过程或系统之间实现时间上的一致性或协调性。

Protoplanetary disc(原行星盘) 是围绕新形成的恒星(通常是年轻恒星)的一种圆盘状结构,由气体和尘埃组成。

热木星(Hot Jupiter)是指其公转轨道极为接近其宿主恒星的类木行星,这类行星在其他的星系可以找到。

Exoplanets(系外行星) 是指位于太阳系之外、围绕其他恒星运行的行星。它们在性质、组成和轨道上展现了多样性,为我们了解行星形成和宇宙中的宜居性提供了重要信息。

3D space catalog:三维太空目录

apparent magnitude:视星等

comets, asteroids and quasars:彗星、小行星和类星体

micro-propulsion:微推进

性能老化‌和‌退化‌是两个不同的概念,但它们在许多情况下可以互换使用。‌老化‌通常指的是物体或材料在自然环境或使用过程中,由于各种外部因素(如氧气、温度、光线、辐射等)的作用,性能逐渐下降并失去原有功能的过程。‌退化‌则是指物体或材料在受到重复或周期性应力作用后,性能逐渐下降并最终导致破坏的现象。‌

BY:Mark Thompson

FY:Astronomical volunteer team

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