新闻报道
您的当前位置:时时彩平台推荐 > 新闻报道 > 天文学家调查迁移“热木星”的秘密

天文学家调查迁移“热木星”的秘密

2018-05-16
分享到:

/ em使用红外光,NASA的Spitzer Space Telescope测量了exoplanet HD 80606b的极端温度波动。 / em

过去的十年里,我们看到了一系列的系外行星发现。近2000颗系外行星 - 我们太阳系外的行星 - 至今已被证实,并且已经确定了5000多颗候选外行星。许多这些异国情调的世界属于一个被称为“热木星”的类。这些类似木星这样的气体巨人,但更热,有轨道使他们狂热地靠近恒星。

起初,热木星被认为是古怪的,因为在我们自己的太阳系中我们没有类似的东西。但是,随着更多的发现,除了许多其他与他们的恒星非常接近的小行星之外,我们的太阳系似乎变成了真正的错觉。

“我们认为我们的太阳系是正常的,但情况并非如此,”加利福尼亚大学圣克鲁兹分校的天文学家Greg Laughlin说,他是NASA斯皮策太空望远镜的一项新研究的合着者,他研究热木星的形成。

像现在所知道的热木星一样普遍,它们仍然笼罩在神秘面纱之中。这些巨大的球体是如何形成的,它们是如何与它们的恒星如此惊人地接近的?

斯皮策望远镜通过观测一颗名为HD 80606b的热木星,发现了新的线索,距离地球190光年。这颗行星是不寻常的,因为它有一个几乎像彗星一样的非常偏心的轨道,非常接近它的恒星,然后每111天一次又一次地返回更远的距离。这个星球的一面被认为比其他的一面更加酷热。事实上,当这颗行星离它的主星最近时,朝向这颗恒星的一面迅速升温到超过华氏2000度(1100摄氏度)。

em系外行星HD80606 b的大部分时间都远离它的恒星,但每隔111天它就会狂热地关闭。美国宇航局斯皮策太空望远镜利用红外线测量了地球极端温度波动。这使得天文学家能够模拟它的气氛。 / em

“当行星靠近恒星时,它感觉到一阵星光或辐射。大气成为化学反应的大锅,而风力远远超出飓风的力量,“斯皮策研究的合着者拉夫林说,该研究被接受在”天体物理学杂志“上发表。

HD 80606b被认为正处于从更远的轨道迁移到热木星典型的更紧密轨道的过程。热木星形成的主要理论之一认为,当来自附近恒星或行星的重力影响将它们推进更近的轨道时,遥远轨道上的气体巨星就变成热木星。这些行星始于偏心轨道,然后在数亿年的时间内被认为逐渐陷入紧密的圆形轨道。

麻省理工学院的Julien de Wit说:“这个星球被认为是陷入了向内迁移的行为。”该研究的主要作者是剑桥大学。 “通过研究它,我们能够测试热木星形成的理论。”

Spitzer之前在2009年研究过HD 80606b。由于观测时间更长--85小时 - 以及Spitzer对系外行星的敏感度提高,最新的观测结果更为详细。

“这个斯皮策的数据是原始的,”德威特说。 “这次我们能够观察地球更长的时间,让我们更深入地了解其最冷的温度,以及它变热的速度,冷却速度和旋转速度。”

新研究中提出的一个关键问题是:HD 80606b从一个偏心圆轨道迁移到一个圆轨道需要多长时间?评估这一点的一种方法是看看这个星球是多么“软弱”。当HD 80606b紧挨着它的恒星时,恒星的重力会挤压它。如果这个星球变得更加柔软,或者更柔韧,它可以更好地将这种重力能量作为热量消散。散发的热量越多,这颗行星就会越快转变为圆形轨道,这就是所谓的圆形化过程。

“如果你拿一个Nerf球并且挤得很快,你会发现它会变热,”Laughlin说。 “那是因为Nerf球擅长将机械能转化为热量。结果是很糟糕。“

斯皮策的结果表明,HD 80606b在密切相遇时受到重力挤压时不会散发太多热量 - 因此不会变软,而是整体上更加僵硬。这表明地球不像预期的那样快速地环绕轨道,并且可能还需要100亿年或更长时间才能完成。

“我们已经开始了解木星热迁移可能需要多长时间,”德威特说。 “我们的理论说它不应该花那么长时间,因为我们看不到经常出现热木星。”

“我们在这里观察的长时间尺度表明,领先的迁移机制可能不像以前所认为的那样对木星热形成有效,”劳克林说。

斯皮策的研究表明,热木星形成的相互竞争的理论可能是首选,在这种理论中,气体巨星形成“原位”,或者靠近它们的恒星,或者在行星形成盘的帮助下平稳地向内旋转。

这项新研究也是第一个测量绕太阳系恒星运行的系外行星旋转速率的研究。斯皮策观察到行星在其轴上旋转时行星亮度的变化,发现旋转周期为90小时。

“五十年前,我们首次测量了我们自己的太阳系中行星的旋转速率。现在,我们正在为行星绕其他恒星做同样的事情。这真是太棒了,“劳克林说。

90小时的旋转速度比HD 80606b的预测慢得多,这是令人困惑的天文学家,并且增加了热木星持久的神秘感。

另外的研究作者是:巴尔的摩太空望远镜科学研究所的Nikole Lewis;伊利诺州Elsah的Principia College的Jonathan Langton; College Park马里兰大学的Drake Deming;帕萨迪纳加利福尼亚理工学院的Konstantin Batygin;和圣克鲁斯加利福尼亚大学的乔纳森福特尼。

出版物:Julien de Wit等人的“直接测量辐射和动力学性质的一个外观大气层”,Astrophysical Journal Letters,Volume 820,Number 2; DOI:10.3847 / 2041-8205 / 820/2 / L33

来源:惠特尼克拉文,喷气推进实验室