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新发现的行星将被它们的恒星“吞噬”

天文学与空间 2023-01-10 22:39:48

由夏威夷大学马诺阿分校制作 艺术家再现了一个类似于TOI-2337b、TOI-4329b和TOI-2669b的行星系统可能是什么样子,其中一颗类似木星的炽热系外行星围绕着一颗进化的垂死恒星运行

学分:Hawaiʻi/Institute大学天文学/卡伦·特拉穆拉 Hawaiʻi大学天文研究所(IfA)的天文学家是一个团队的一员,该团队最近发现了三颗行星,它们危险地围绕着接近生命尽头的恒星运行

在迄今为止发现的数千颗太阳系外行星中,这三颗气体巨行星由美国国家航空航天局的“凌日系外行星探测卫星”任务首次探测到,它们围绕亚恒星或巨星的轨道周期最短

其中一颗行星,TOI-2337b,将在不到100万年的时间内被其宿主恒星吞噬,比目前已知的任何其他行星都要快

“这些发现对于理解系外行星研究的一个新领域至关重要:行星系统如何随时间演变,”主要作者塞缪尔·格伦布拉特解释道,他是美国自然历史博物馆和纽约市弗拉铁研究所的博士后研究员

获得博士学位的格伦布拉特

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来自IfA的专家补充说,“这些观测为接近生命尽头的行星提供了新的窗口,在它们的宿主恒星吞噬它们之前

" 行星的发现和确认已被接受发表在《天文学杂志》上,并于1月13日在美国天文学会新闻发布会上宣布

研究人员估计这些行星的质量在0

5–1

木星质量的7倍,大小从稍小到超过1

木星的6倍大

它们的密度范围也很广,从软木塞的密度到比水密度大三倍的密度,这意味着它们有很多种起源

这三颗行星被认为只是冰山一角

该研究的合著者、IfA的研究生尼克·桑德斯(Nick Saunders)说:“我们预计将发现数十到数百个这样的进化过的凌日行星系统,提供行星如何相互作用、膨胀和围绕恒星迁移的新细节,包括像我们的太阳这样的恒星。”

该团队希望这项“行星考古”将帮助我们了解行星系统的过去、现在和未来,让我们离回答“我们是孤独的吗?” 关于毛纳基亚的深入确认 这些行星最早是在2018年和2019年拍摄的美国宇航局TESS任务全画幅图像数据中发现的

格伦布拉特和他的合作者在TESS数据中确定了候选行星,然后使用了W

M

莫纳克亚岛上的凯克天文台证实了这三颗行星的存在

“对这些行星系统的凯克观测对于理解它们的起源至关重要,有助于揭示像我们这样的太阳系的命运,”共同撰写这项研究的IfA天文学家丹尼尔·休伯说

目前的行星动力学模型表明,随着恒星的不断演化,特别是在恒星寿命的最后10%,行星应该向它们的宿主恒星螺旋前进

这个过程也会加热行星,潜在地导致它们的大气层膨胀

然而,这种恒星演化也将导致恒星周围的行星相互靠近,增加其中一些行星碰撞的可能性,甚至破坏整个行星系统的稳定

研究中发现的各种行星密度表明,这些行星系统是通过混乱的行星-行星相互作用形成的

这也可能导致这些行星不可预测的升温速率和时间尺度,使它们具有我们今天观察到的大范围密度

展望未来 用最近发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜对其中一个系统TOI-4329进行的未来观测,可能会揭示地球大气中存在水或二氧化碳的证据

如果能看到这些分子,这些数据将为这些行星的形成提供约束,以及产生我们今天看到的行星轨道必须发生什么样的相互作用

美国国家航空航天局的TESS望远镜对这些系统的持续监测将限制这些行星螺旋进入其宿主恒星的速度

到目前为止,还没有在任何一个系统中观察到轨道衰减的明确信号,但是用TESS扩展任务进行的更长基线观测将对行星螺旋提供比目前可能的更严格的约束,揭示行星系统受恒星演化的影响有多强

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