天龍座一恆星周圍發現6顆接近於“共振”的行星


天龍座一恆星周圍發現6顆接近於“共振”的行星

6顆行星從內到外,每個行星之間運行週期比都接近於3:2的共振模式。

天龍座中的“HD 158259”是一顆幾乎可以用肉眼看到的恆星,在過去的7年裡,天文學家一直在用索菲光譜儀(SOPHIE spectrograph)觀測它。該儀器安裝在法國南部的普羅旺斯高地天文臺(Haute-Provence Observatory),它目前已對該恆星完成了300次測量。

據美國“物理學組織”網站4月16日消息稱,由瑞士日內瓦大學(UNIGE)科學家領導的一個國際研究團隊對這些數據進行了分析,結果發現“HD 158259”有6顆行星伴星:1個“超級地球”和5個“迷你海王星”。這些行星運行的間隔期非常規則,而這可能暗示了該行星系統的形成過程。

這篇發表在《天文學天體物理學》雜誌上的研究論文還包括美國航空航天局(NASA)的凌日系外行星勘測衛星(簡稱TESS)對恆星“HD 158259”的觀測記錄,並進一步揭示出該系統中最內側那顆行星的密度。

索菲光譜儀的觀察結果顯示:一方面,最接近宿主恆星“HD 158259”的行星與5顆外圍行星的質量分別是地球的2倍和6倍;另一方面,從最外圍行星到恆星的距離比水星到太陽的距離小2.6倍——從這個意義上說,這個行星系統是緊湊而小巧的。此外,TESS太空望遠鏡還觀察到,當最內側的行星在地球觀測者和這顆恆星之間運行時,該恆星的亮度會下降。

雖然人類已知的多行星天體系統已有數百個之多,但其中只有12個包含6個及以上的行星。因而,圍繞“HD 158259”運行的這6顆行星引發了學界對該系統的關注。不過,它最有趣的特點是其各個行星公轉週期之間的規律性。

事實上,任何兩個相鄰行星的公轉週期比都接近於3:2。換句話說,當第一顆行星(離恆星最近的那顆)完成三次公轉時,第二顆行星就同時完成大約兩次公轉,而當第二顆行星完成三次公轉時,第三顆行星就同時完成大約兩次公轉,以此類推。

日內瓦大學天文學系研究員Nathan C. Hara指出:“這裡的‘大約’這個詞很重要。除了3:2週期比的普遍性以外,這一現象還體現出該系統的獨特性。”

因為這些行星接近於共振模式,但並不完全符合。這就表明,行星過去曾被鎖定在共振模式中,然後發生了同步遷移,最後開始偏離共振。

Hara總結道:“當前這種偏離3:2週期比的現象包含著豐富的信息。藉助這些數值以及潮汐力效應數據模型,我們可以在未來的研究中縮小行星內部結構的限制條件。總之,該天體系統的當前狀態為我們提供了一個瞭解其形成過程的窗口。”

期刊編號: 1432-0746

原文鏈接: https://phys.org/news/2020-04-six-planet-resonance.html


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