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外星行星聚集在垂死的恒星周围

艺术家对一颗气态巨型系外行星在其恒星附近轨道上的印象。

一项新的研究发现,在一颗垂死的恒星周围发现了两颗遥远的外星行星,它们被锁定在有史以来最接近的轨道上。

这两颗气态巨行星受到相互引力的束缚,比以前发现的任何一组行星都更紧密。

这项新研究的负责人、加州理工学院天文学家约翰·约翰逊在一份声明中说:“这是有史以来发现的最严密的系统,我们无法解释为什么会发生这种情况。”“这是关于太阳系外行星的一系列光谱发现中的最新发现,它表明系外行星显然有这种能力让我们感到惊讶。每次我们认为我们可以解释它们时,就会有其他东西出现。”

这对新发现的双星正围绕着距离地球约223光年的巨大恒星HD200964运行。

Gainsville的佛罗里达大学的联合研究员Eric Ford说:“如果行星之间没有如此同步的舞蹈,那么一个拥有如此紧密间隔的巨型行星的行星系统就会很快被摧毁。”“这让行星如何找到它们的节奏成为了一个真正的难题。”

更近的行星

此外,研究小组还发现了另外两颗系外行星,它们也紧紧地围绕着另一颗恒星。

这两颗行星,以及第一组中的一对,都是比木星质量更大的气态巨行星。像大多数系外行星一样,它们是通过测量行星围绕它们运行时其母恒星发出的光的摆动或多普勒频移而被发现的。

然而,令人惊讶的是,每对成员的位置都非常接近。

例如,围绕HD200964运行的行星之间的距离偶尔只有0.35天文单位(AU),“大约3300万英里(5300万公里)”,与地球和火星之间的距离相当。

围绕第二颗恒星“24 Sextanis”运行的行星距离地球244光年,相距0.75天文单位,约7000万英里(1.12亿公里)。相比之下,木星和土星的距离从未小于3.3亿英里(5.31亿公里)。

这两对紧密围绕轨道运行的恒星可能是宇宙冰山的一角。其他大质量恒星周围可能还有数百颗恒星。

约翰逊说:“目前,我们正在监测450颗这样的质量恒星,我们正在发现成群的行星。”“在这些恒星周围,我们看到的距离约为3天文单位(小行星带的距离)的行星是主序星周围行星的三到四倍。”

主序星是指在其生命的某个阶段,通过将氢燃烧成氦来提供燃料的恒星。太阳目前正处于其主序阶段。

恒星质量对行星出现的频率有着巨大的影响,因为建造行星所需的原材料数量与恒星质量成正比。

由于它们的质量大,距离近,外行星对相互施加很大的引力。例如,HD200964的两颗行星之间的引力牵引力是地球和火星之间引力的300万倍,是地球和月球之间引力的700倍,是太阳在地球上的引力的4倍。

而且,与我们太阳系中的气态巨星不同,这些新行星的位置相对靠近它们的恒星。

围绕24个Sextani运行的行星的轨道周期为455天(1.25地球年)和910天(2.5年),HD200964的伴星周期为630天(1.75年)和830天(2.3年)。相比之下,木星绕太阳一周只需要不到12个地球年的时间。

外星怪人

科学家们不确定这些行星是如何形成这种特殊的、精心平衡的构型的。他们怀疑它们在不同的位置形成,并可能迁移到这些位置。

最终,也许在1000万年或1亿年后,HD 200964和24 Sextanis将成为红巨星。它们将抛出外层大气,膨胀到可以吞噬其舞蹈组合的内部行星的程度,并抛出质量,改变整个系统的引力动力学。

约翰逊说:“然后这些行星将向外移动,它们的轨道将变得不稳定。”最有可能的是,其中一颗行星将被完全抛出系统,”舞蹈将结束。

科学家们在一篇发表在《天文学杂志》上的论文中报告了他们的发现。


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