埃克塞特大学 新的观测显示，恒星赤道(右)与贝塔皮克托里斯b行星(中)的轨道平面和环绕该系统的碎片物质延伸圆盘的平面(左)对齐
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拉格朗日/环球财团信贷:斯特凡·克劳斯 天文学家首次测量了一颗遥远的“超级木星”行星的自旋轨道对准，展示了一种技术，这种技术可以在理解外行星系统如何形成和演化的探索中实现突破
埃克塞特大学的斯特凡·克劳斯教授领导的一个国际科学家小组对距离地球63光年的系外行星贝塔·皮克托里斯b进行了测量
这颗行星位于皮克托星座，质量约为木星的11倍，围绕着一颗年轻的恒星运行，其轨道与太阳系中的土星相似
这项研究发表在今天(2020年6月29日)的《天体物理学杂志快报》上，标志着科学家首次测量了直接成像行星系统的自旋轨道对准
至关重要的是，这些结果为增强我们对行星系统的形成历史和演化的理解提供了新的视角
克劳斯教授说:“恒星和行星轨道相互对齐的程度告诉我们很多关于行星是如何形成的，以及系统中的多个行星在形成后是否动态相互作用
" 一些关于行星形成过程的最早理论是由18世纪著名的天文学家康德和拉普拉斯提出的
他们注意到太阳系行星的轨道彼此对齐，并与太阳的自转轴对齐，并得出结论，太阳系是由一个旋转扁平的原行星盘形成的
“令人惊讶的是，超过三分之一的近距系外行星围绕其宿主恒星运行，其轨道与恒星赤道不重合
”，教授说
克劳斯
为了推导出贝塔皮克托里斯的恒星旋转轴，研究小组使用了VLTI/GRAPHIC独特的高角度和高光谱分辨率模式来测量微弧秒尺度上氢布莱凯特-伽马吸收线质心位置的偏移
在吸收线的蓝移部分，发射的质心向东北偏移，这表明恒星的西南半球正在接近观察者
功劳:斯特凡·克劳斯 “甚至发现有几颗系外行星的轨道方向与恒星的旋转方向相反
这些观察结果挑战了行星形成是一个整齐有序的过程，发生在一个几何上薄而共面的圆盘上的看法
" 在这项研究中，研究人员设计了一种创新的方法来测量由贝塔皮克托里斯旋转引起的不到十亿分之一度的微小空间位移
该小组在甚长基线干涉仪上使用重力仪器进行测量，该仪器结合了相距140米的望远镜发出的光
他们发现恒星的旋转轴与贝塔皮克托里斯b行星及其延伸的碎片盘的轨道轴对齐
“恒星大气中的气体吸收导致光谱线的微小空间位移，这可以用来确定恒星旋转轴的方向
”，博士说
法国格勒诺布尔大学的天文学家让·巴普蒂斯特·勒博奎因是该小组的成员
“挑战在于这种空间位移非常小:大约是恒星表观直径的1/100，或者相当于从地球上看到的人类在月球上的足迹大小
" 结果显示贝塔皮克托里斯系统和我们自己的太阳系一样排列整齐
这一发现支持行星间的散射是轨道倾角的原因，这种倾角是在更奇特的热木星系统中观察到的
然而，要最终回答这个问题，需要对大量行星系统样本进行观察
该小组提出了一种新的干涉测量仪器，这将使他们能够在更多即将被发现的行星系统上获得这些测量值
“VLTI的专用高光谱分辨率仪器可以测量数百颗行星的自旋轨道排列，包括那些长周期轨道上的行星
”，教授说
克劳斯:“这将帮助我们回答什么动力过程塑造了行星系统的结构这个问题
"
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