首次測量到:一顆遙遠“超級木星”的自旋,比木星還重11倍

博科園 2020-06-29 檢舉

天文學家首次測量到一顆遙遠“超級木星”系外行星的自旋-軌道排列,同時也展示這種技術的前景,該技術可以在探索理解系外行星系統如何形成和演化方面取得突破。由埃克塞特大學斯特凡·克勞斯教授領導的一個國際科學家小組,對距離地球63光年的系外行星Beta Pictoris b進行了測量。這顆行星是在繪架座發現的,質量大約是木星的11倍(比木星還重11倍)。

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這顆行星圍繞著一顆年輕的恒星運行,其軌道與我們太陽系中的土星類似。其研究發現發表在《天體物理學》期刊上,標志著科學家首次測量直接成像行星系統的自旋-軌道排列。重要的是,這些結果給我們提供了一個新視角,以增強我們對行星系統形成歷史和演化的理解。恒星和行星軌道的對準程度,可以告訴我們很多關于行星是如何形成的信息,以及系統中多個行星在形成后是否會動態地相互作用。

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關于行星形成過程一些最早的理論是由18世紀著名天文學家康德和拉普拉斯提出,他們注意到太陽系行星的軌道彼此對齊,并與太陽的自轉軸對齊,并得出結論,太陽系是由旋轉和扁平的原行星盤形成。當發現超過三分之一的近距離系外行星,圍繞其主星運行的軌道與恒星赤道未對齊時,真令人大吃一驚。甚至發現一些系外行星的軌道方向與恒星旋轉方向相反。

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這些觀測結果挑戰了行星形成是在幾何共面圓盤上發生整齊有序過程的看法。在這項研究中,研究人員設計了一種創新的方法,測量由Beta Pictoris旋轉引起不到十億分之一度的微小空間位移。研究小組在VLTI使用重力儀器進行測量,該儀器結合了相距140米望遠鏡發出的光。研究發現,恒星旋轉軸與Beta Pictoris b行星及其延伸的碎片盤的軌道軸對齊。該團隊成員、法國格勒諾布爾大學天文學家Jean-Baptiste LeBouquin博士說:

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恒星大氣中的氣體吸收會在光譜線上造成微小空間位移,可以用來確定恒星旋轉軸的方向。挑戰在于,這種空間位移極小:大約是恒星表觀直徑的百分之一,或者相當于從地球上看到人類在月球上的腳步大小。結果表明,Beta Pictoris系統和我太陽系一樣排列整齊。這一發現有利于行星間的散射,因為這是在更奇異熱木星系統中觀察到軌道傾斜度的原因。

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然而,需要對大樣本的行星系統進行觀察才能最終回答這個問題。該研究小組提出了一種新的干涉儀器,能夠在更多即將被發現的行星系統上獲得這些測量結果。VLTI一臺專用高光譜分辨率儀器可以測量數百顆行星的自旋-軌道排列,包括那些長周期軌道上的行星,這將幫助我們回答是什么動力過程塑造了行星系統的結構。

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來源:www.toutiao.com

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