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发现绕白矮星(WD 1856+534)旋转的巨行星(WD 1586 b)

发现绕白矮星(WD 1856+534)旋转的巨行星(WD 1586 b)

发现绕白矮星(WD 1856+534)旋转的巨行星(WD 1586 b)(Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center

(神秘的地球uux.cn报道)据科技日报(张梦然):英国《自然》杂志16日公开一项天文学最新发现:美国科学家团队首次公布了一颗木星大小的行星绕白矮星旋转的证据。这一发现为一种理论提供了坚实依据,即大质量行星能够在白矮星形成期间迁移到附近轨道,并继续“生存”下去。

虽然科学家一直有所猜测,一些白矮星的轨道上可能会存在行星,但长久以来,人类从未在此探测到完整的行星。这是因为,白矮星其实是类太阳恒星发生坍缩、大气被剥离后剩下的核。白矮星一般和地球差不多大小,质量是太阳的一半左右。但这样一颗与地球体积相当的白矮星(比如说天狼星的邻星Sirius B),表面重力却约等于地球表面的18万倍,在此高压下,任何物体都已不复存在。

迄今发现的大部分系外行星,都围绕最终会形成白矮星的恒星旋转。一旦这些恒星燃尽储备的氢,它们会先演化成红巨星,再膨胀,然后吞噬掉附近轨道的所有行星。正因如此,周围的任何行星都不太可能在恒星的白矮星阶段还能继续绕其旋转。

然而此次,利用美国国家航空航天局凌日系外行星巡天卫星任务的数据,包括美国威斯康星大学麦迪逊分校天文学家安德鲁·范德伯格在内的研究团队,报告发现一个巨行星候选体(被称为WD 1586b)对白矮星WD 1856+534每1.4天凌星一次。研究人员估计,WD 1586b的质量不会超过木星的14倍。

研究团队假设,当WD 1856+534的前身星演化成一颗红巨星时,为了避免被摧毁,WD 1586b当时必须距离这颗宿主恒星超过1个天文单位(地球与太阳之间的距离)。然而,目前阶段尚不清楚它是如何抵达观测到这一附近轨道的,这里距离白矮星估计有四个太阳半径(或距离白矮星约等于水星到太阳距离的1/20)。

根据他们的模拟,研究人员认为,当这颗恒星演化成白矮星时,WD 1586b由于与行星系遗迹中的其他行星相互作用,被抛射到了附近的轨道。

相关报道:发现系外行星绕白矮星旋转证据

(神秘的地球uux.cn报道)据中国新闻网(孙自法):在恒星演化的白矮星阶段还会有行星继续绕其旋转吗?这一之前认为不太可能的观点受到一项最新研究发现的挑战。

国际著名学术期刊《自然》最新发表一项系外行星研究的论文,报道了一颗木星大小的行星绕一颗白矮星旋转的证据。这项发现支持了一种理论,即大质量行星能够在白矮星形成期间迁移到附近轨道,并继续生存下去。

该论文称,白矮星是类太阳恒星发生坍缩、大气被剥离后剩下的核。白矮星一般和地球差不多大小,质量是太阳的一半左右。迄今发现的大部分系外行星都围绕最终会形成白矮星的恒星旋转。一旦这些恒星燃尽它们储备的氢,它们会先演化成红巨星、再膨胀、然后吞噬附近轨道的所有行星,让附近的任何行星都不太可能在恒星的白矮星阶段继续绕其旋转。虽然有证据表明,一些白矮星的轨道上可能发现了行星,但之前从未探测到完整的行星。

论文通讯作者、美国威斯康星大学麦迪逊分校安德鲁·范德堡(Andrew Vanderburg)及同事利用美国宇航局(NASA)的凌日系外行星巡天卫星(TESS)任务的数据,最新报告发现了编号“WD 1586 b”的一个巨行星候选体,对一颗编号“WD 1856+534”的白矮星每1.4天凌星一次。他们估计,系外巨行星“WD 1586 b”的质量不会超过木星的14倍。

论文作者假设,当白矮星“WD 1856+534”的前身星演化成一颗红巨星时,为了避免被摧毁,巨行星“WD 1586 b”当时必须距离这颗宿主恒星超过1个天文单位(地球与太阳之间的距离)。然而,目前尚不清楚它是如何抵达观测到的这一附近轨道的,这里距离白矮星估计有4个太阳半径(或距离白矮星约等于水星到太阳距离的1/20)。根据他们的模拟,论文作者认为,当这颗恒星演化成白矮星时,巨行星“WD 1586 b”由于与行星系遗迹中的其他行星相互作用,被抛射到了附近的轨道。

相关报道:首次发现绕白矮星旋转的巨行星

(神秘的地球uux.cn报道)据环球科学:一旦恒星燃尽储备的氢,它们会先演化成红巨星,再膨胀,然后吞噬附近轨道的所有行星。任何行星都不太可能在恒星的白矮星阶段继续绕其旋转,之前科学家也从未在白矮星的轨道上探测到完整的行星。但《自然》发表的一项新研究报道了一颗木星大小的行星绕一颗白矮星旋转的证据。利用NASA的凌日系外行星巡天卫星(TESS)任务的数据,研究发现了一个巨行星候选体(被称为WD 1586 b)对白矮星WD 1856+534每1.4天凌星一次。 

作者假设,当WD 1856+534的前身星演化成一颗红巨星时,为了避免被摧毁,WD 1586 b当时必须距离这颗宿主恒星超过1个天文单位(地球与太阳之间的距离)。然而,尚不清楚它是如何抵达观测到的这一附近轨道的。根据他们的模拟,作者认为当这颗恒星演化成白矮星时,WD 1586 b由于与行星系遗迹中的其他行星相互作用,被抛射到了附近的轨道。

相关报道:科学家首次探测到绕死星运行的巨行星

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:外媒报道,距离地球80光年处有一颗白矮星WD 1856,这颗死星在60亿年前进入了生命的最后阶段。这种缓慢的死亡是非常孤独的。在死亡过程中,一些恒星会急剧膨胀然后变成一颗巨大的“红巨星”--像参宿四一样吞噬任何在附近轨道运行的行星。最终,它们会耗尽所有的燃料并重新坍缩成白矮星,而这会摧毁其身后的一切。

WD 1856则不是这样的情况。天文学家第一次发现了一颗巨大的行星,其跟木星差不多大、绕死星WD 1856运行。他们将其命名为WD 1856 b,这是一个令人惊讶的发现--它不仅免遭被毁灭而且还证明了死恒星仍可能拥有适合生命生存的行星。

最新发表在《自然》杂志上的论文指出,每当这颗木星大小的行星在WD 1856前面凌日时,从地球上看,这颗恒星发出的光会减少近一半。这个过程极其短暂,因为这颗行星每1.4天就会绕轨道一周。据悉,白矮星本身只比地球大40%左右。因此,亮度的下降只持续了8分钟,这颗行星离它的恒星的距离则是水星离太阳距离的20倍。

“这个系统相当奇怪,”澳大利亚莫纳什大学的天体物理学家Simon Campbell表示,“在这种情况下,这颗行星比它的主恒星要大7倍!”

通过使用地面望远镜收集到的数据,该团队还能估算出这颗行星的质量。斯皮策太空望远镜的红外数据显示,它的质量可能是木星的14倍。

但如果WD 1856 b离它的恒星如此之近,它是如何在膨胀阶段存活下来的呢?对此研究小组给出了可能的解释。

当它的主恒星变成红巨星时可能扰乱了该系统中的行星进而导致它们的轨道歪斜。无序的宇宙之舞可能有助于将WD 1856 b这样的行星体抛向恒星,从那时起它就一直围绕着恒星旋转。因为它是一颗上了年纪的白矮星,所以这也给了行星足够的时间来靠近它。这可能意味着还有其他行星围绕白矮星旋转。

研究人员指出,不太可能的是,这颗恒星能剥离一些外层并在膨胀阶段存活下来。然而他们得出结论,目前关于这一过程的理论很可能表明它不是以这种方式形成的。

团队称,未来的观测应该能确认WD 1856 b是否真的是一颗行星,或它是否是一颗被称为“褐矮星”的失败恒星。他们指出,即将到来的詹姆斯-韦伯望远镜和双子座天文台将成为能更好了解WD 1856 b的关键。

Ian Crossfield在一份新闻稿中说道:“现在有人正在寻找白矮星周围可能适宜居住的凌日行星。这将是一个相当奇怪的系统,你必须思考行星到底是如何在这么长时间内存活下来的。”

相关报道:一颗绕白矮星旋转的巨行星

(神秘的地球uux.cn报道)据中国科学报:迄今为止,尚未在白矮星周围的近轨道上发现完整的行星。研究组报告观察到有一个巨行星候选体每1.4天对白矮星WD 1856 + 534(TIC 267574918)凌星一次,他们观察并模拟了行星候选体凌星所引起的白矮星周期性变暗。

行星候选体的大小与木星大致相同,且质量不过是木星的几倍。其他白矮星与邻近褐矮星或伴星的情况被解释为共同包络演化的结果,初始轨道在红巨星阶段被包络,并由于摩擦而收缩。

但在这种情况下,较长的轨道周期(与具有邻近褐矮星或伴星的白矮星相比)和较低质量的行星候选体却降低了共同包络演化的可能性。

相反,研究组对WD 1856 + 534系统的发现表明,巨行星可以分散在附近的轨道上,而不会受潮汐干扰,该结果鼓励人们在白矮星周围寻找较小的凌星行星。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2713-y




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