這個稀少的有完美數學軌道的外部行星系統有六個“次海王星”——當聽到這個消息時即使當時沒有麥克風我也可以通過耳機聽到房間的喘息聲,大家都為這一發現屏息、驚喜,這真的是一個非常好的發現

(圖片來源:CC BY-NC-SA 4.0, Thibaut Roger/瑞士國家能力研究中心行星組)

宇航學家發現一個不尋常的星系系統,這個星系系統距離我們僅100光年,有六顆行星緊密圍繞主星——它們之間的距離比較近,就像是太陽系中距離太陽最近的水星,不像是我們所在的地球和太陽間的距離。自從十億年前被發現到現在一直是宇宙中巨大、穩定的組成部分。

加那利群島天文研究所聯合作者埃瑞克保羅說:“如果星系是帝國州大廈,我們只能看見并且辯識到從我們的角度能看見距離我們星球較近的行星,我們只是發現了我們的鄰居。”

100光年聽起來很遙遠,實際上這個系統距離我們不可思議的近,HD10067就坐落在后發座星座的靠近室女座的北部天空。HD10067的六顆行星呈現明亮的橘黃色,但沒有一顆是在宜居區域,就如我們所知星星周圍區域沒有適合的條件支撐生命,并且這些行星運行的非常快,一年時間僅9-55天。

這六個新發現行星在距離地球100光年外的新發現的行星系統HD10067中,研究這些星球可以等比例縮減六個新發現行星的軌道,當每一個行星運行匹配上相對應變化的軌道頻率時,等比縮減發揮作用。

(無線電信息由波恩大學的HughOsborn通過動畫的方式組合成注解背景圖案,航空航天局/麻省理工學院/凌日系外行星巡天行星/艾森庫魯斯生成了背景圖案)。

航空航天局的凌日系外行星巡天衛星在2020年首次探測到這顆行星時,天文學家們就很早意識到與次海王星至少有兩次打交道的,這些行星大約是地球的兩到三倍,有蓬松的大氣。研究報告的合著者、芝加哥大學的拉斐爾盧克說,在泰斯科技技術公司的探測結果出來后不久,北方天空就消失在地平線以下了,這就意味著該小組只有一個月左右的時間用地面望遠鏡來確認這一發現。

兩年后,從TESS對同一片天空的采集數據和航天局的系外行星特征衛星(Cheops)對該恒星進行了更詳細的觀測,科學家們證實了該系統中存在第三顆系外行星。

這六顆行星圍繞它們的中心恒星HD110067,以一種和諧的節奏運行,每隔幾周行星就會排成一行。(圖片來源:航空航天局)

剩下的三顆外行星運行軌跡與TESS星光數據不符,被歸因于由于繞軌運行行星引起,而這些三顆被證實的行星軌道幾乎完美地存在于科學家所說的共振中。即第一顆行星繞第二顆行星公轉三周,接下來的兩顆行星間也發生了完全相同的動態演變。通過計算,第四顆行星為每三顆第五顆行星繞恒星公轉四周,第五顆行星是每三顆最外層行星繞恒星公轉四周。

在我們自己的太陽系中,冥王星與海王星也有類似的共振(海王星每繞太陽三周,冥王星就繞太陽兩周)。凱勒羅克利夫是新罕布什爾州達特茅斯學院研究系外行星大氣的研究生,他沒有參加新課題研究,他在空間網站上稱:“這個系統將幫助我們回答問題,而不需要梳理所有不同的系外行星系統”。這6顆行星圍繞著同一顆恒星運行,且自形成以來它們的位置沒有改變過,因此天文學家可以僅利用這一系統,通過比較這6顆行星的各種參數,包括它們的成分,來更好地了解行星系統的形成和演化過程。

這六顆行星圍繞著它們的中心恒星HD 110067以和諧的節奏運轉,每隔幾個軌道就有行星排成一行(圖片來源:帝博羅杰,NCCR行星)The six planets orbit their central star HD 110067 in a harmonic rhythm with planets aligning every few orbits. (Image credit: Thibaut Roger, NCCR Planets)

盧克是第一個從宇航局艾姆斯研究中心確認外行星被確認的人,他回憶說,他是在一次會議上把這個消息告訴團隊其他成員的。“這就像研究一種植物——也許是一朵花的花瓣顏色——可以告訴我們它生長的土壤。HD110067有很多令人興奮的事情要做。”

盧克說:“當知道這個消息時,我甚至可以通過耳機聽到房間里清晰的喘息聲,這真是一個讓人驚喜的發現。”

這個擁有長鏈行星的完美共振系統是一個罕見的發現。伯爾尼大學的研究合作者休奧斯本說,這是一件“我們在學校學習但并不能應用于自然界的研究結果。”他聽到這個發現,感到“又震驚又高興”。通常我們做預測,大自然會找到一種方法來做一些不太符合我們預期的事情。

當行星從塵埃的原行星盤中誕生時,它們開始處于共振狀態,但這些微妙的軌道往往會由于外來恒星經過或支配行星而失去平衡,這些行星比系統中的其他行星大,越運行也越靠近。我們的太陽系也發生過這種情況,但HD 110067在任何這樣的中斷期間似乎都保持著令人印象深刻的穩定性,我們用數學理論來預測這些軌道,而大自然確實與這些軌道相吻合,這是一個美妙的時刻。

研究這些行星甚至可以解釋為什么許多太陽系,包括我們自己的太陽系,缺少一個次海王星,盡管這種類型的行星是銀河系中最常見的類型。在我們的宇宙一角,木星被認為在塑造我們系統機器行星早期進化中發揮了決定性作用,可能吞噬了所有可用的材料,以至于一個次海王星大小的行星沒有機會合并。

日內瓦大學的研究合著者Adrien Leleu說:“新發現行星系統是進一步研究的黃金目標,因為當形成行星的原星盤消散時,它看起來就像大多數系統一樣。

科學家們在新聞發布會上分享:在接下來的幾個月里,研究小組測量這些行星的質量,這將有助于深入了解該系統的化學構成。這樣就可能對這些行星的進化進行某種程度的逆向工程,以更好的了解它們的形成機制。

BY:Sharmila Kuthunur

FY: 志愿者何丹懷(懐)

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來源: 天文在線