日内瓦大学 在行星系统HD 158259中,所有随后的行星对都接近3:2共振:内部的一个完成大约三个轨道,而外部的完成两个
信用:美国通用电气公司/美国航天局 在德拉科星座中,肉眼几乎可以看到HD 158259,天文学家已经用索菲摄谱仪观察了七年
这个仪器安装在法国南部的上普罗旺斯天文台,获得了这颗恒星的300次测量数据
由日内瓦大学研究人员领导的一个国际小组对数据进行了分析,结果发现HD 158259有六个行星伙伴:一个“超级地球”和五个“微型海王星”
“这些行星显示出异常规则的间距,这暗示了该系统可能是如何形成的
这项发表在《天文学和天体物理学》杂志上的研究还包括了泰丝太空望远镜对这颗恒星的观测,揭示了这颗行星最内层的密度
高清158259的索菲测量允许非常精确地测量恒星的径向速度——即它在视线方向上的速度
1995年,2019年诺贝尔奖得主米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹发现了51b,正是基于同一种测量方法
此外,51颗Peg b和HD 158259的六颗行星的探测是用同一架望远镜完成的
在1995年,揭示一个拥有如此小行星的系统是不可行的,在2006年SOPHIE的安装上也是不可行的
“这一特殊系统的发现之所以成为可能,是因为获得了大量的测量数据,以及仪器和我们的信号处理技术的巨大进步,”法国大学科学学院天文系教授、观测项目协调员弗朗索瓦·布奇说
保罗·阿补充说:“这是一项伟大的工作,它展示了小型望远镜在通过使用旧的但资金充足的天文台进行高质量研究来促进天文学进步方面发挥的重要作用。”
沃里克大学研究员、该研究的合著者威尔逊
苏菲的观察显示,距离HD 158259最近的行星和五颗外行星的质量分别是地球的两倍和六倍
这个系统被发现是紧凑的,从这个意义上说,最外层的行星到它的恒星的距离是2
比水星和太阳之间的距离小6倍
此外,美国宇航局的泰丝太空望远镜观察到,当最里面的行星在观察者和恒星之间经过时,恒星的亮度降低
马赛天体物理实验室的研究员、该项研究的合著者伊莎贝尔·博伊西说:“苔丝的测量结果有力地支持了对这颗行星的探测,并使我们能够估计出它的半径,这为这颗行星的内部结构带来了非常有价值的信息。”
有节奏的行星 已知有数百个多行星系统,但只有十几个包含六个或更多行星
围绕HD 158259的六颗行星的存在使这个系统引人注目,但它最有趣的特征是它的规律性
事实上,任何两颗后继行星的周期比接近3:2
这意味着当第一颗行星——最靠近恒星的那颗——完成三个轨道时,第二颗行星完成大约两个轨道
随着第二颗行星完成三个轨道,第三颗完成大约两个轨道,以此类推
这种情况在“共振”的一般框架中得到更好的理解,共振在行星系统的架构中起着关键作用
当几颗行星在完成可能不同数量的轨道后周期性地发现自己处于相同的配置时,它们被称为处于共振状态
内森·C说:“这相当于几个音乐家在演奏不同的节奏,但他们在每个小节的开始都在同一时间演奏。”
哈拉,大学科学学院天文系研究员,行星研究所成员,该研究的第一作者
行星也可以靠近共振点,但不一定在共振点内
HD 158259的行星就是这种情况
推断系统的历史 为什么这个系统有意思?行星系统研究的目标之一是了解它们的形成
在这个问题上,仍有几个问题在争论
特别是:行星是在接近它们在系统中的最终位置形成的,还是在形成后穿过系统移动的?后一种情况被称为行星迁移,似乎解释了HD 158259的六颗行星的形成
有几个行星处于共振状态或接近共振状态的几个致密系统是已知的,如trapist-1或开普勒-80
这种系统被认为是在向恒星迁移之前在远离恒星的地方形成的
在这种情况下,共振起着至关重要的作用,”夏羽·乌德里说,他是大学科学学院天文系的教授
在HD 15829的系统中,当一颗行星完成三个轨道时,它最近的外邻居完成大约两个
“在这里,‘约’很重要
除了普遍存在的3:2周期比,这构成了系统的独创性,”内森·哈拉说
行星接近共振,但不完全在共振范围内
这表明行星过去曾陷入共振,同步迁移,然后远离共振
“此外,目前周期比率偏离3:2的情况包含了丰富的信息
一方面有了这些数值,另一方面有了潮汐效应模型,我们可以在未来的研究中约束行星的内部结构
总之,系统的当前状态给了我们一个了解其形成的窗口,”哈拉总结道
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