一个罕见的行星系统:10多亿年都不曾受到干扰

稀有系统

大约100光年外,有一颗类似太阳的恒星,命名为HD110067。2020年,系外行星捕手TESS(凌星系的系外行星调查卫星)探测到HD110067的亮度降低,这表明有一颗行星从这颗恒星前面经过,或者发生了凌星事件。经过对数据的初步分析,研究人员发现应该有两颗系外行星围绕该恒星运行,其中一颗的公转周期为5.642天,另一颗的公转周期未知。

两年后,苔丝又观察到了这颗星。在分析了更多数据后,研究人员推翻了最初的结论。虽然新的结果比原来的分析结果确定得多,但仍有许多数据难以解释,这也引起了芝加哥大学拉斐尔·卢克(RafaelLuque)等天文学家的兴趣。为了揭示更多细节,他们决定转向另一项空任务——CHEOPS(奇异行星特征探测卫星)。

在CHEOPS的帮助下,天文学家最终揭示了一个拥有六颗系外行星的罕见系统。这是一个非常有意义的发现,因为这六颗行星以一种特殊的规律在宿主恒星的近距离轨道上运行,它们的轨道结构表明,这个多行星系统自十几亿年前形成以来,基本上没有改变过。这项研究成果发表在最近的《自然》杂志上。

通过以固定的时间间隔跟踪两个相邻行星的轨道周期之间的关系,可以创建每两个相邻行星之间的独特模式。轨道共振的HD110067系统中的六颗行星共同创造了一个迷人的几何图案。(图/蒂博罗杰/NCCR飞机,CC BY-NC-SA 4.0)

共振链

在搜索过程中,TESS的任务是一点一点地扫描整个天空空寻找短周期系外行星;另一方面,CHEOPS是一个有针对性的任务。它一次只关注一颗星,所以准确率高。

科技工艺布

从TESS卫星在HD110067上的观测数据可以识别出两颗名为“B”和“C”的带内行星,它们的轨道周期分别为9.114天和13.673天。通过结合CHEOPS的数据,第三颗行星的谜团浮出水面:研究人员发现,还有另一颗公转周期为20.519天的行星D。

这时,研究人员意识到HD110067的B、C、D三颗带内行星处于轨道共振状态:最外层行星的公转周期约为第二颗的1.5倍,第二颗的公转周期几乎是最内层的1.5倍,从而形成了3:2和3:2的共振链。当最里面的行星绕恒星运行9圈时,第二颗行星运行6圈,第三颗行星运行4圈。

HD1100067的轨道结构

因此,研究人员开始思考是否有其他行星也可能是这个共振链的一部分。他们通过结合TESS和CHEOPS中留下的无法解释的数据,最终在这个系统中找到了另外三颗行星。研究人员计算出这六颗行星处于3:2、3:2、3:2、4:3和4:3的共振链中,并预测了三颗带外行星,轨道周期分别为30.793天、41.058天和54.743天。2012龙年科技晚会

所有六颗行星相对于行星c的一年轨道运动,因为这六颗行星处于精确的轨道共振状态,所以每颗行星的轨道都是密切相关的。当行星C围绕HD110067旋转360°时,行星B旋转540°,行星D旋转240°,行星E旋转160°,行星F旋转120°,行星G旋转90°。(图/休·奥斯本博士)

重大发现

在已经发现的5000多颗系外行星中,共振并不罕见,多行星系统也是如此。很难找到一个行星系统能够保持这种共振。

这是因为,虽然恒星周围的行星往往是在共振中形成的,但这种共振很容易受到干扰。一颗非常大的行星、一颗经过的恒星或一次巨大的碰撞事件都可能破坏这种不稳定的共振。因此,天文学家已知的大多数多行星系统并不共振。

黑科技手机反面

研究人员表示,只有大约1%的多行星系统能够保持这种共振,HD110067就是其中之一,它向我们展示了一个未受影响的行星系统的原始结构。这非常难得,意义重大。天文学家可以通过这些轨道共振多行星系统了解很多行星系统的形成和演化。

HD110067是已知最亮的多行星系统,拥有超过四颗行星。因为这些行星的大小介于地球和海王星之间,可能有扩展的大气层,所以它们是使用Webb 空太空望远镜和其他空太空任务研究其大气组成的理想候选对象。

参考来源:

https://media relations . unibe . ch/media _ releases/2023/media _ releases _ 2023/an _ astronomical _ waltz _ reveals _ a _ sex tuplet _ of _ planets/index _ eng . html

未经允许不得转载:科技让生活更美好 » 一个罕见的行星系统:10多亿年都不曾受到干扰